KR102211190B1

KR102211190B1 - 등속 볼 조인트용 케이지 제조 방법

Info

Publication number: KR102211190B1
Application number: KR1020197004285A
Authority: KR
Inventors: 폴커 하인츠; 노르베르트 크란시오히; 요하네스 권터
Original assignee: 게카엔 드라이브라인 도이치란트 게엠베하
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2021-02-03
Also published as: US20190226528A1; WO2018011346A1; DE102016113139A1; JP2019520535A; EP3485177B1; JP6783921B2; US11248659B2; CN109690104B; KR20190057048A; EP3485177A1; CN109690104A

Abstract

본 발명은 등속 볼 조인트용 케이지를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 케이지는 환형이며, 원주 방향을 따라 서로 이격 배치되고 등속 볼 조인트의 볼을 가이드하기 위한 케이지 창을 가지고; 각각의 케이지 창은 적어도 한 측면 상에서 축 방향을 향한 볼 가이딩 표면을 가지고, 상기 방법은 적어도 다음 단계를 포함한다: a) 케이지 창을 가지는 케이지를 제공하는 단계; b) 적어도 하나의 케이지 창의 적어도 하나의 볼 가이딩 표면의 제 1 영역에서 케이지의 외부 원주 표면을 통해 반경 방향을 향하여 적어도 하나의 압축력을 가하는 단계; c) 적어도 하나의 볼 가이딩 표면이 케이지의 인접한 제 2 영역에 대해 반경 방향으로 내부 방향을 향해 변위되도록, 적어도 하나의 볼 가이딩 표면의 제 1 영역에서 케이지를 변형시키는 단계. 본 발명은 또한 대응되게 형성된 케이지에 관한 것이다.

Description

등속 볼 조인트용 케이지 제조 방법

본 발명은 등속 볼 조인트 (constant-velocity ball joint)용 케이지 (cage)를 제조하는 방법 및 등속 볼 조인트 그 자체용 케이지에 관한 것이다. 여기에 기술된 케이지는 바람직하게 등속 슬립 볼 조인트에 사용된다.

등속 슬립 볼 조인트 (또한 이하에서 조인트 또는 등속 볼 조인트이라고 칭함)은 특히, 승용차에서, 측면 샤프트의 구역에서, 또는 길이 방향의 샤프트 조립체에서 사용된다. 길이 방향의 샤프트은 변속기로부터 차축 (axle)으로 구동력을 전달하는 역할을 한다. 특히, 변속기는 이러한 경우에 자동차의 전방 영역에 배치되며, 그리고 길이 방향의 샤프트 조립체는 이러한 변속기로부터 후방 차축으로 구동력을 전달하는 역할을 한다. 그러한 사용 경우에, 등속 슬립 볼 조인트는 동일하게 콤팩트하고 경량이며 다른 한편으로는 높은 피로 강도를 가지도록 구성되어야 한다.

등속 슬립 볼 조인트는 예를 들어 WO　2005/057035　A1 또는 WO 2014/121832　A1에 공지되어 있다. 또한 설명 목적을 위해 여기에 사용될 수 있는 이러한 조인트에 대한 일반적인 요건 및 추가 가능한 사용이 기술되어 있다.

케이지를 갖는 등속 슬립 볼 조인트는 회전 축 및 외부 볼 트랙 (outer ball tracks)을 갖는 적어도 하나의 외부 조인트 부분, 및 또한 내부 볼 트랙을 갖는 내부 조인트 부분을 가진다. 등속 슬립 볼 조인트는 또한, 각각의 경우에 서로 할당된 외부 및 내부 볼 트랙에 가이드되는 다수의 토크 전달 볼 (torque-transmitting balls), 및 각각의 경우에 볼 중 하나 이상을 수용하는 다수의 케이지 창이 제공되는 케이지를 포함한다.

토크-전달 볼은 특히 등속 평면에서 볼 케이지에 의해 유지되고 대응 쌍의 외부 및 내부 볼 트랙에 의해 가이드된다. 특히, 장착 영역 및 동작 영역에서, 볼 트랙은 조인트의 회전 축을 따라 움직이고 (run) 회전축으로부터 일정한 거리 (반경 방향으로)에 있다. 특히, 한 개의 볼 또는 두 개의 볼이 각 케이지 창에 정렬된다. 등속 슬립 볼 조인트는 바람직하게 적어도 6 또는 6 + 2n (n = 1, 2, 3, ...) 볼을 가진다. 케이지는 볼과 함께 외부 조인트 부분의 회전 축을 따라 축 방향으로 이동한다.

특히, 외부 및/또는 내부 볼 트랙의 적어도 개별 트랙은 중심 축에 대해 경사진 방식으로, 또는 트랙 경사 각 (track slanting angle)으로 움직인다. 이는 볼이 축 방향뿐만 아니라 원주 방향으로 볼 트랙을 따라 이동하는 것을 의미한다.

특히 자동차와 같은 대량 생산 분야에서, 모든 구성 요소를 감소된 중량 및/또는 감소된 비용으로 제공하고자 하는 욕구가 있다. 동시에, 등속 볼 조인트 및 사용 중 조립체의 높은 피로 강도가 보장되어야 한다.

소정의 타입의 등속 슬립 볼 조인트를 테스트할 때, 볼과 접촉하는 케이지 존의 영역에서 케이지 표면의 스폴링 (spalling)이 발생할 수 있음이 밝혀졌다. 원인은 이러한 타입의 등속 슬립 볼 조인트의 경우 구조 설계상의 이유로 볼이 케이지의 내부 원주 표면과 매우 가깝게 이동하므로 결과적으로 케이지 상의 볼 가이딩 표면이 높은 응력을 받는 것으로 확인되었다. 발생한 케이지가 손상되면 조인트의 서비스 수명이 단축될 수 있다.

케이지 창을 이러한 이동 동작에 적응하는 그러한 방식으로 제공함으로써 이러한 효과를 감소시키려고 시도되어 왔다. 이로써, 펀칭 이후에, 케이지 내의 예를 들어 신장 형상의 (kidney-shaped) 케이지 창은 교정 과정을 거친다. 상기 과정에서, 케이지 창에 교정 맨드릴 (calibrating mandrel)이 배치되고 완성된 케이지는 차후에 축 방향으로 작용하는 압축력에 의해 업셋된다 (upset). 케이지의 이러한 업셋은 케이지에서 재료의 유동을 가져오고, 이로 인해 케이지 창에서 볼 가이딩 표면은 반경 방향으로 내부 방향을 향해 확대된다. 상기 과정에서, 축 방향으로 향한 케이지 측면 상에 배치된 볼 가이딩 표면 영역 내의 케이지의 재료는 반경 방향으로 내부 방향을 향해 변위된다. 그러나, 상대적으로 제어되지 않은 재료 유동이 발생하기 때문에 내부 원주 표면 상에서의 이러한 팽창 (bulging)은 구조 설계에 관해서 정의될 수 없다. 특히, 케이지의 외부 원주 표면은 이러한 경우에 다이에 의해 지지되고, 그 결과 재료의 변위는 반경 방향으로 내부 방향을 향해서만 발생한다.

이를 기초로, 본 발명의 목적은 종래 기술과 관련하여 기술된 문제점을 적어도 부분적으로 해결하는 것이다. 특히, 볼 가이딩 표면의 영역에서 케이지의 구조적으로 정의 가능한 재형성 (re-forming)이 가능한 케이지를 제조하는 방법을 제공하고자 한다. 동작 동안 등속 슬립 볼 조인트의 수행 능력이 확보되어야 한다. 등속 슬립 볼 조인트의 수명은 증가되어야 한다. 더욱이, 특히 상기 방법에 의해 제조되고, 적합하게 재형성된 케이지 가이딩 표면을 가진 케이지가 제안되어야 한다.

이는 청구항 1의 특징에 따른 방법에 의해 그리고 청구항 6의 특징에 따른 케이지에 의해 달성된다. 유리한 실시예는 종속항의 주제이다. 청구 범위에서 개별적으로 제시되는 특징은 기술적으로 의미 있는 방식으로 서로 조합될 수 있고, 본 발명의 실시예의 추가 변형 예를 나타내는, 도면으로부터의 설명 및 상세한 설명으로부터 설명적인 실질적인 사항에 의해 보완될 수 있다.

등속 볼 조인트용 케이지를 제조하는 방법이 제안되며, 상기 케이지는 환형이며, 원주 방향을 따라 서로 이격 배치되고 상기 등속 볼 조인트의 볼을 가이드하기 위한 케이지 창을 가진다. 각각의 케이지 창은 적어도 한 측면 상에서 축 방향을 향한 볼 가이딩 표면을 가진다. 상기 방법은 적어도 다음 단계를 포함한다:

a) 케이지 창을 가지는 케이지를 제공하는 단계;

b) 적어도 하나의 케이지 창의 적어도 하나의 볼 가이딩 표면의 제 1 영역에서 케이지의 외부 원주 표면을 통해 반경 방향을 향하여 적어도 하나의 압축력을 가하는 단계;

c) 적어도 하나의 볼 가이딩 표면이 케이지의 인접한 제 2 영역에 대해 반경 방향으로 내부 방향을 향해 변위되도록, 적어도 하나의 볼 가이딩 표면의 제 1 영역에서 케이지를 변형시키는 단계.

특히, 상기 케이지는 (단계 a)에서) (적어도 부분적으로 또는 대부분) 구형으로 (예를 들어 볼-형상으로) 형성된 외부 원주 표면을 가진다. 적어도 하나의 측 방향 주변 영역에서, 외부 원주 표면은 원뿔형으로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 케이지는 (단계 a)에서) (적어도 부분적으로 또는 대부분) 구형으로 형성된 내부 원주 표면을 가진다. 적어도 하나의 측 방향 주변 영역에서, 내부 원주 표면은 원뿔형으로 형성될 수 있다.

단계 a)에서, 예를 들어 신장-형상의, 특히 펀칭 아웃된 케이지 창을 가진 케이지가 제공된다. 단계 b)에서, 케이지의 외부 원주 표면은 반경 방향을 향하여 압축력을 받고, 특히, (오로지) 볼 가이딩 표면 (들) (바람직하게는 모두)의 제 1 영역에서 압축력을 받는다. 단계 c)에서, 케이지는 압축력의 결과로서 이러한 제 1 영역에서 (소성적으로) 변형된다. 상기 과정에서, 제 1 영역은 원주 방향으로 인접하게 배치된 제 2 영역에 대해 반경 방향으로 내부 방향을 향해 변위된다.

단계 c) 이후에, 케이지는, 재형성된 제 1 영역을 제외한 모든 영역에서, 특히 균일하게 구형으로 형성된 외부 원주 표면 (이러한 방법에 의해 실질적으로 변하지 않음) 또는 균일하게 구형으로 형성된 내부 원주 표면 (이러한 방법에 의해 실질적으로 변하지 않음)을 가진다.

이들 다른 영역에 관해서, 재형성된 제 1 영역은 각각의 경우에 반경 방향으로 내부 방향을 향해 변위되거나 오프셋되도록 배치된다.

압축력은 특히 외부 원주 표면 상에서 반경 방향으로 작용한다. 특히, 그것은 외부 원주 표면 상에서 축 방향으로 부가적으로 작용한다. 특히, 케이지의 말단 면 상에는 어떠한 압축력도 작용하지 않는다 (또는 단지 매우 작은 압축력만 작용한다).

특히, 부가적인 유지력은 케이지 상에 작용하지만, 케이지 상의 가해 지점에는 (사실상) 어떠한 (소성) 변형도 발생되지 않는다.

특히, 케이지의 (소성) 변형은 볼 가이딩 표면의 제 1 영역에서 오로지 발생한다.

특히, 단계 a)와 b) 사이의, 또는 단계 c) 이후의, 추가 단계 i)에서 교정 맨드릴은 적어도 하나의 케이지 창에 배치되고, 특히 각각의 케이지 창에 배치된다. 적어도 단계 c) 동안 (가능하다면 또한 단계 b) 동안, 또는 단계 i)에 이은 업셋 동작 (upsetting operation)에서), 적어도 하나의 볼 가이딩 표면은 (각각의) 교정 맨드릴에 놓이게 된다.

업셋 동작은 케이지의 말단면을 통해 축 방향으로 작용하는 압축력을 가하는 단계를 포함한다.

업셋 동작에서, 적어도 하나의 볼 가이딩 표면은 축 방향을 따라 변위될 수있어서, 케이지 창에서 서로 대향하게 놓인 볼 가이딩 표면 사이의 거리가 감소된다.

적어도 하나의 볼 가이딩 표면이 교정 맨드릴에 놓이게 되면, 업셋 동작은 계속될 수 있어서, 볼 가이딩 표면에 나란하게 배치된 (제 2) 영역은 축 방향을 따라 더 변위되는 반면, (제 1 영역에서) 볼 가이딩 표면은 교정 맨드릴에 의해 고정된다.

바람직한 실시예에 따르면, 단계 c)에서, 또는 단계 i)에 이은 업셋 동작에서, 케이지는, 적어도 하나의 볼 가이딩 표면이 상기 케이지의 인접한 제 2 영역에 대해 축 방향으로 (부가적으로) 변위되도록 하는 방식으로, 적어도 하나의 볼 가이딩 표면의 제 1 영역에서 변형되는데, 이는 특히 업셋 동작 동안에 제 1 영역이 교정 맨드릴에 맞닿고 (butts), 제 2 영역이 축 방향으로 더 내부 방향을 향해 변위되기 때문이다. 축 방향으로의 이러한 방향 변형은, 특히, 축 방향으로 서로 대향하게 놓여 배치된 볼 창의 볼 가이딩 표면이 서로 미리 결정된 거리에 있도록 확보한다.

추가 실시예에 따르면, 단계 c) 이후에 또는 단계 i) 이후에 또는 단계 i)에 이은 업셋 동작 이후에, 케이지 가이딩 표면의 기계적 가공이 (예를 들어, 밀링에 의해) 수행된다. 필요한 거리는 이러한 기계적 가공으로 정확하게 설정된다.

바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 케이지 창은 서로 대향하여 놓인 양 측면 각각 상에서 볼 가이딩 표면을 가지고, 단계 c)에서, 양쪽 볼 가이딩 표면은 (원주 방향으로 제 1 영역에) 인접한 케이지의 제 2 영역에 대해 반경 방향으로 내부 방향을 향해 적어도 변위된다.

특히, 케이지의 벽 두께 (특히 반경 방향으로 측정됨)는 케이지 가이딩 표면의 제 1 영역에서, 단계 c) 동안, 특히 또한 단계 i)에 이은 업셋 동작 동안 일정하게 유지된다. 바람직하게는, 그러므로, 케이지 가이딩 표면의 제 1 영역 내로의 어떠한 재료의 유동도 일어나지 않지만, 대신에 제 1 영역에 존재하는 재료는 인접한 제 2 영역에 대해 반경 방향으로 적어도 변위된다.

또한, 특히 여기에 새로 기술된 방법으로 제조된 등속 볼 조인트용 케이지도 제안된다.

상기 케이지는 환형이며, 원주 방향을 따라 서로 이격 배치되고 상기 등속 볼 조인트의 볼을 가이드하기 위한 케이지 창을 가진다. 각각의 케이지 창은 적어도 한 측면 상에서 축 방향을 향한 볼 가이딩 표면을 가지고, 상기 케이지는 볼 가이딩 표면의 제 1 영역에서 최소 내경을, 그리고 상기 케이지의 회전 축을 가로지르는 단면에서 최소 외경을 가진다.

특히, 상기 케이지는 볼 가이딩 표면의 제 1 영역에서, 인접하게 배치된 제 2 영역에 대해 반경 방향으로 내부 방향을 향해 변위되는 벽 영역을 가진다.

특히, (형성되지 않은 제 1 영역에서) 최소 내경은 (직접적으로) 나란하게 배치된 케이지의 제 2 영역의 내경과는 최대 3.0%만큼, 특히 최대 1.0%만큼 상이하다. 특히 (형성되지 않은 제 1 영역에서) 최소 내경은 (직접적으로) 나란하게 배치된 케이지의 제 2 영역의 내경과는 적어도 0.3%만큼, 특히 적어도 0.5%만큼 상이하다.

특히, (형성되지 않은 제 1 영역에서) 최소 외경은 (직접적으로) 나란하게 배치된 케이지의 제 2 영역의 외경과는 최대 3.0%만큼, 특히 최대 1.0%만큼 상이하다. 특히, (형성되지 않은 제 1 영역에서) 최소 외경은 (직접적으로) 나란하게 배치된 케이지의 제 2 영역의 외경과는 적어도 0.3%만큼, 특히 적어도 0.5%만큼 상이하다.

특히, 상기 케이지는 제 1 말단면과 제 2 말단면 사이에서 축 방향으로 연장되고, 상기 케이지는 볼 가이딩 표면과 각각의 말단면 사이에서 원주 방향으로 움직이는 랜드 (lands)를 축 방향으로 가진다. 상기 축 방향으로 연장된 적어도 하나의 랜드 중 적어도 일 부분은, (원주 방향으로 및/또는 말단면을 향한 축 방향으로) 인접한 케이지의 (제 2) 영역에 대해 제 1 영역에서 반경 방향으로 내부 방향을 향해 변위된다. 특히, 전체 랜드 (다시 말하면, 볼 가이딩 표면과 적어도 하나의 말단면 사이의 축 방향으로의 전체 랜드)는 (원주 방향으로) 인접하는 케이지의 제 2 영역에 대해 제 1 영역에서 반경 방향으로 내부 방향을 향해 변위된다.

케이지를 갖는 등속 볼 조인트 역시 제안되고, 상기 케이지는 새로 제안된 방법에 의해 제조되고 및/또는 상술된 방식으로 구성된다. 등속 볼 조인트는 바람직하게는, 케이지가 외부 조인트 부분 및/또는 내부 조인트 부분에 대해 축 방향을 따라 변위 가능하게 배치된 등속 슬립 볼 조인트이다.

새로운 방법과 관련하여 만들어진 진술은 새로운 케이지 및 새로운 조인트에 동등하게 적용되며 그 반대도 마찬가지이다.

그러므로, 더욱이, 상기에서 규정된 바와 같은 적어도 하나의 샤프트 조립체를 포함하는 자동차가 또한 제안된다.

케이지 창의 오프셋 부분을 내부 방향을 향해 형성하거나 누름으로써, 여기에 설명된 케이지의 반경 방향의 교정은 특히 다음과 같은 장점 중 적어도 하나를 초래할 수 있다:

- 종래 기술과 비교하여 여전히 더 큰 창 구역으로 인해, 볼은 중심 방식으로 창에서 움직임으로써, 서비스 수명이 증가를 초래할 수 있음,

- 신뢰 가능하고 관리 가능한 재형성 공정,

- 동작 동안에 볼 아래의 재료가 많아서 강도의 증가를 초래할 수 있음.

본 발명 및 기술 분야는 도면에 기초하여 이하에서 보다 상세히 논의될 것이다. 본 발명이 도시된 예시적인 실시예에 의해 제한되고자 하는 것이 아님을 유의한다. 특히, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 도면에서 설명되는 실질적인 부분의 부분적인 양태가 추출되어 본 설명 및/또는 도면으로부터의 다른 구성 부분 및 발견과 결합되는 것 역시 가능하다. 동일한 참조 기호는 동일한 대상을 나타내므로 적절한 경우 다른 도면으로부터의의 설명이 보충되는 방식으로 사용될 수 있다. 도면에서, 각 경우에 개략적으로:
도 1: 공지된 케이지를 사시도로 도시;
도 2: 도 1에 도시된 바와 같은 케이지의 단면을 도시;
도 3: 케이지에 대한 공지된 교정 방법을 도시;
도 4: 도 3에 도시된 바와 같은 교정 방법에 의해 제조된 케이지를 단면으로 도시;
도 5: 도 4에 도시된 바와 같이 케이지를 사시도로 도시;
도 6: 방법에 의해 제조된 케이지 단면;
도 7: 도 6을 상세하게 도시;
도 8: 도 6 및 7에 도시된 바와 같이 게이지를 사시도로 도시, 및
도 9: 케이지의 실시예의 추가 변형예를 사시도로 도시.

케이지 (1)를 포함한 등속 슬립 볼 조인트 (2)는 도면에서 도시되지 않는다. 이와 관련하여, 처음에 언급되고 케이지 (1)를 갖는 등속 슬립 볼 조인트 (2)가 도시된 WO 2014/121832 A1이 참조된다.

도 1은 공지된 케이지 (1)를 사시도로 도시한다. 케이지 (1)는 환형이고 회전축 (17)을 가지며 또한 원주 방향 (3)을 따라 서로 이격 배치되고 등속 볼 조인트 (2)의 볼 (5)을 가이드하기 위한 케이지 창 (4)을 가진다. 각각의 케이지 창 (4)은 양 측면 (6) 각각 상에서 축 방향 (7)을 향한 볼 가이딩 표면 (8)을 가진다. 케이지 (1)는 구형으로 (예를 들어 볼형으로) 형성된 외부 원주 표면 (11) 및 또한 구형으로 형성된 내부 원주 표면 (28)을 가진다.

케이지 (1)는 제 1 말단면 (22)과 제 2 말단면 (23) 사이에서 축 방향 (7)으로 연장되고, 케이지 (1)는 볼 가이딩 표면 (8)과 각각의 말단면 (22, 23) 사이에서 원주 방향 (3)으로 움직이는 랜드 (24)를 축 방향 (7)으로 가진다.

도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 케이지 (1)의 단면 (16)을 도시한다. 볼 (5)은 케이지 창 (4)에 배치되고 케이지 (1)와 접촉하되, 볼 가이딩 표면 (8)에서, 특히 내부 원주 표면 (28) 부근에서의 접점 (26)에 접촉한다. 케이지 (1)는 케이지 가이딩 표면 (8)의 영역에서 반경 방향 (10)으로의 벽 두께 (15)를 적어도 가진다.

도 3은 케이지 (1)에 대한 공지된 교정 방법을 도시한다. 여기서 신장 형상으로 도시된 케이지 창 (4)을 케이지 (1) 내로 펀칭한 이후에, 교정 과정이 수행된다. 상기 과정에서, 교정 맨드릴 (14)은 케이지 창 (4)에 배치되고, 차후에 완성된 케이지 (1)는 축 방향 (7)으로 작용하는 압축력 (9)에 의해 업셋된다. 케이지 (1)의 이러한 업셋은 케이지 (1)에서 재료의 유동을 가져오고, 이로 인해 케이지 창 (4)에서 볼 가이딩 표면 (8)은 반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해 확대된다 (도 4 참조). 더욱이, 서로 대향적으로 놓인 볼 가이딩 표면 (8) 사이의 거리 (27)는 업셋 동작에 의해 정확하게 설정될 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 바와 같은 교정 방법에 의해 제조된 케이지 (1)를 단면 (16)으로 도시한다. 도 5는 도 4에 도시된 바와 같은 케이지 (1)를 사시도로 도시한다. 도 4 및 5는 이하에서 함께 기술된다.

교정 방법은, 축 방향 (7)을 향하는 케이지 (1) 측면 (6) 상에 배치된 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)에서 케이지 (1)의 재료가 반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해 변위되는 효과를 가진다. 내부 원주 표면 (28) 상의 이러한 팽창은, 상대적으로 제어되지 않는 재료의 유동이 발생하기 때문에 구조 설계에 관해 정의될 수 없다. 교정 방법의 결과로서, 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)에서의 벽 두께 (15)가 (반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해) 확대된다. 이에 대응하여, 케이지 (1)는 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)에서 최소 내경 (18)을 가진다. 제 1 영역 (12)에 인접한 제 2 영역 (13)에서, 케이지 (1)는 보다 큰 내경 (21)을 가진다.

볼 가이딩 표면 (8)을 반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해 확대시킴은, 내부 원주 표면 (28)에 가까운 볼 가이딩 표면 (8)의 영역에서 (조기의) 손상을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

도 6은 상기 방법에 의해 제조된 케이지 (1)를 단면도로 도시한다. 도 7은도 6의 상세도를 도시한다. 도 8은 도 6 및 7에 도시된 바와 같은 케이지 (1)를 사시도로 도시한다. 도 6 내지 8은 이하에서 함께 기술된다.

케이지 (1)는 환형이며, 원주 방향 (3)을 따라 서로 이격 배치되고 등속 볼 조인트 (2)의 볼 (5)을 가이드하기 위한 케이지 창 (4)을 가진다. 각각의 케이지 창 (4)은 양 측면 (6) 각각 상에서 축 방향 (7)을 향한 볼 가이딩 표면 (8)을 가진다. 케이지 창 (4)의 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)에서, 케이지 (1)의 외부 원주 표면 (11)을 통해 반경 방향 (10)을 향하여 압축력 (9)을 가함으로써, 케이지 (1)는 제 1 영역 (12)에서 변형되고, 그 결과 볼 가이딩 표면 (8)은 각각 인접한 케이지 (1)의 제 2 영역 (13)에 대해 반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해 변위된다.

또한, 여기에서 케이지 (1)는 구형으로 형성된 외부 원주 표면 (11) 및 또한, 구형으로 형성된 내부 원주 표면 (28)을 가진다.

상기 방법의 단계 c) 동안, 특히 단계 i)에 이은 업셋 동작 동안도, 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)에서 케이지 (1)의 벽 두께 (15) (반경 방향으로 측정됨)는 일정하게 유지된다. 그러므로, 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)으로의 재료의 유동은 발생하지 않지만, 대신에 제 1 영역 (12)에 존재하는 재료는 인접한 제 2 영역 (13)에 대해 반경 방향 (10)으로 변위된다.

단계 c) 이후에, 케이지 (1)는 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)에서 최소 내경 (18)을 가지고, 그리고 케이지 (1)의 회전 축 (17)을 가로지르는 단면 (16)에서 최소 외경 (19)을 가진다. 최소 내경 (18)은, 직접적으로 나란히 배치된 케이지 (1)의 제 2 영역 (13)의 내경 (21)과는 상이하다. (직접적으로 나란히 배치된 케이지 (1)의 제 2 영역 (13)의 외경과 비교하여) 최소 외경 (19)에도 동일하게 적용된다.

케이지 (1)는 제 1 말단면 (22)과 제 2 말단면 (23) 사이에서 축 방향 (7)으로 연장되고, 케이지 (1)는 볼 가이딩 표면 (8)과 각각의 말단면 (22, 23) 사이에서 원주 방향 (3)으로 움직이는 랜드 (24)를 축 방향 (7)으로 가진다. 축 방향 (7)으로 연장되는 랜드 (24)의 적어도 일 부분 (25)은 인접한 케이지 (1)의 제 2 영역 (13)에 대해 제 1 영역 (12)에서 반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해 (원주 방향 (3)으로 및/또는 말단 면 (22, 23)을 향한 축 방향 (7)으로) 변위된다 (여기에서 상기 부분 (25)은 전체 랜드 (24)에 걸쳐 측 방향 (7)으로 연장된다).

볼 가이딩 표면 (8) 사이에서 축 방향 (7)으로의 거리 (27)는 단계 c)에 의해 또는 단계 i) 후에, 가능하다면 단계 c) 후에 수행되는 업셋 동작에 의해 직접적으로 설정될 수 있다. 거리 (27)는 또한 단계 c) 후 또는 업셋 동작 후에 기계적 작업에 의해 설정될 수 있다.

도 9는 케이지 (1)의 실시예의 추가 변형예를 사시도로 도시한다. 도 8과 관련하여 이루어진 진술이 참조된다. 도 8에 도시된 케이지 (1)와는 달리, 여기서 축 방향 (7)으로 연장되는 랜드 (24)의 일 부분 (25)만이 말단면 (22, 23)을 향하여 축 방향 (7)으로 및 원주 방향 (3)으로 인접한 케이지 (1)의 제 2 영역 (13)에 대해 제 1 영역 (12)에서 반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해 변위된다. 도 8에서의 실시예의 변형예와 비교하여, 여기서 일 부분 (25)만이 케이지 창 (4)으로부터 말단면 (22, 23)까지 축 방향 (7)으로 연장되는 반면, 말단면 (22, 23) 그 자체에서 랜드 (24)는 반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해 변위되지 않는다.

상기 방법은 볼 가이딩 표면 (8)이 반경 방향 (10)으로 더 내부를 향해 배치될 수 있도록, 부분적인 영역에서 케이지 (1)의 정의된 재형성을 허용한다. 이러한 변위는 등속 볼 조인트의 동작 동안 케이지 (1)에 대한 손상을 방지하는데, 이는 볼 가이딩 표면 (8)과 볼 (5)의 접점 (26)이 그 후에 내부 원주 표면 (28)으로부터 더 멀리 떨어져 배치되었기 때문이다.

1 케이지 2 등속 볼 조인트
3 원주 방향 4 케이지 창
5 볼 6 측면
7 축 방향 8 볼 가이딩 표면
9 압축력 10 반경 방향
11 외부 원주 표면 12 제 1 영역
13 제 2 영역 14 교정 맨드릴
15 벽 두께 16 단면
17 회전 축 18 최소 내경
19 최소 외경 20 벽 부분
21 내경 22 제 1 말단면
23 제 2 말단면 24 랜드
25 부분 26 접점
27 거리 28 내부 원주 표면

Claims

등속 볼 조인트 (2)용 케이지 (cage, 1)를 제조하는 방법으로서, 상기 케이지 (1)는 환형이며, 원주 방향 (3)을 따라 서로 이격 배치되고 상기 등속 볼 조인트 (2)의 볼 (5)을 가이드하기 위한 케이지 창 (4)을 가지고; 각각의 케이지 창 (4)은 적어도 한 측면 (6) 상에서 축 방향 (7)을 향한 볼 가이딩 표면 (8)을 가지는 등속 볼 조인트용 케이지 제조 방법에 있어서,
상기 방법은:
a) 케이지 창 (4)을 가지는 케이지 (1)를 제공하는 단계;
b) 적어도 하나의 케이지 창 (4)의 적어도 하나의 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)에서 상기 케이지 (1)의 외부 원주 표면 (11)을 통해 반경 방향 (10)을 향하여 적어도 하나의 압축력 (9)을 가하고, 상기 케이지의 말단면 (22, 23)을 통해 상기 축 방향으로 작용하는 압축력 (9)을 가하는 단계;
c) 상기 적어도 하나의 볼 가이딩 표면 (8)이 상기 케이지 (1)의 인접한 제 2 영역 (13)에 대해 반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해 변위되도록, 상기 적어도 하나의 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)에서 케이지 (1)를 변형시키는 단계;를 적어도 포함하며,
적어도 하나의 케이지 창 (4)에 교정 맨드릴 (14, calibrating mandrel)이 배치되고 완성된 케이지는 차후에 상기 축 방향으로 작용하는 압축력 (9)에 의해 업셋되는, 등속 볼 조인트용 케이지 제조 방법.
청구항 1에 있어서,
단계 a)와 b) 사이의, 또는 단계 c) 이후의, 추가 단계 i)에서 상기 교정 맨드릴 (14)은 상기 케이지 창 (4)에 배치되고; 적어도 단계 c) 동안 또는 단계 i)에 이은 업셋 동작 (upsetting operation)에서, 상기 적어도 하나의 볼 가이딩 표면 (8)은 상기 교정 맨드릴 (14)에 놓이게 되는, 등속 볼 조인트용 케이지 제조 방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,
단계 c)에서, 상기 케이지 (1)는, 상기 적어도 하나의 볼 가이딩 표면 (8)이 상기 케이지 (1)의 인접한 제 2 영역 (13)에 대해 상기 축 방향 (7)으로 부가적으로 변위되도록 하는 방식으로, 상기 적어도 하나의 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)에 변형되는, 등속 볼 조인트용 케이지 제조 방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 적어도 하나의 케이지 창 (4)은, 서로 대향하여 놓인 양 측면 (6) 각각 상에서 볼 가이딩 표면 (8)을 가지고, 단계 c)에서, 양쪽 볼 가이딩 표면 (8)은 인접한 케이지 (1)의 제 2 영역 (13)에 대해 반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해 적어도 변위되는, 등속 볼 조인트용 케이지 제조 방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)에서 상기 케이지 (1)의 벽 두께 (15)는 단계 c)동안 일정하게 유지되는, 등속 볼 조인트용 케이지 제조 방법.
등속 볼 조인트 (2)용 케이지 (1)에 있어서,
상기 케이지 (1)는 환형이며, 원주 방향 (3)을 따라 서로 이격 배치되고 상기 등속 볼 조인트 (2)의 볼 (5)을 가이드하기 위한 케이지 창 (4)을 가지고;
각각의 케이지 창 (4)은 적어도 한 측면 (6) 상에서 축 방향 (7)을 향한 볼 가이딩 표면 (8)을 가지고;
상기 케이지 (1)는 상기 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)에서 최소 내경 (18)을, 그리고 상기 케이지 (1)의 회전 축 (17)을 가로지르는 단면 (16)에서 최소 외경 (19)을 가지고, 상기 케이지 (1)는 상기 볼 가이딩 표면 (8)의 제 1 영역 (12)에서, 인접하게 배치된 제 2 영역 (13)에 대해 반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해 변위되는 벽 부분 (20)을 가지는, 등속 볼 조인트 (2)용 케이지 (1).
청구항 6에 있어서,
상기 최소 내경 (18)은 직접적으로 나란하게 배치된 케이지 (1)의 제 2 영역 (13)의 내경 (21)과는 최대 1%만큼 상이한, 등속 볼 조인트 (2)용 케이지 (1).
청구항 6 또는 7에 있어서,
상기 케이지 (1)는 제 1 말단면 (22)과 제 2 말단면 (23) 사이에서 축 방향 (7)으로 연장되고,
상기 케이지 (1)는 상기 볼 가이딩 표면 (8)과 각각의 말단면 (22, 23) 사이에서 원주 방향 (3)으로 움직이는 랜드 (lands, 24)를 축 방향 (7)으로 가지고,
상기 축 방향 (7)으로 연장된 적어도 하나의 랜드 (24) 중 적어도 일 부분 (25)은, 인접한 케이지 (1)의 제 2 영역 (13)에 대해 제 1 영역 (12)에서 반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해 변위되는, 등속 볼 조인트 (2)용 케이지 (1).
청구항 8에 있어서,
상기 볼 가이딩 표면 (8)과 적어도 하나의 말단면 (22, 23) 사이의 전체 랜드 (24)는, 인접한 케이지 (1)의 제 2 영역 (13)에 대해 제 1 영역 (12)에서 반경 방향 (10)으로 내부 방향을 향해 변위되는, 등속 볼 조인트 (2)용 케이지 (1).
청구항 1에 따른 등속 볼 조인트용 케이지 제조 방법으로 제조된, 청구항 6에 따른 등속 볼 조인트용 케이지 (1)를 갖는 등속 볼 조인트 (2)에 있어서,
상기 등속 볼 조인트 (2)는, 상기 케이지 (1)가 축 방향 (7)을 따라 변위 가능하게 배치되는 등속 슬립 볼 조인트인, 케이지 (1)를 갖는 등속 볼 조인트 (2).
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