KR102462112B1 - 조인트 외측부를 제조하는 방법，조인트 외측부 및 공구 - Google Patents

조인트 외측부를 제조하는 방법，조인트 외측부 및 공구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유동 성형에 의해 조인트 외측부를 제조하는 방법에 관한 것으로, 제1 단계에서 함께 회전하도록 컨투어 맨드릴에 블랭크가 배열되고, 제2 단계에서 블랭크와 컨투어 맨드릴이 공통 축을 중심으로 회전하는 방식으로 컨투어 맨드릴이 구동되고, 제3 단계에서 조인트 외측부를 형성하기 위해 블랭크에 작용하는 가압 롤러의 도움으로 블랭크가 적어도 부분적으로 성형되는 방법에 있어서, 제3 단계에서, 적어도 하나의 트랙이 오목 영역을 갖는 조인트 외측부에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.

Description

조인트 외측부를 제조하는 방법，조인트 외측부 및 공구
본 발명은 유동 성형에 의한 조인트 외측부의 제조 방법으로서,
-- 제1 방법 단계에서 컨투어 맨드릴(contour mandrel)에 대해 회전할 수 없도록 블랭크가 컨투어 맨드릴 상에 배열되고,
-- 제2 방법 단계에서 블랭크와 컨투어 맨드릴이 공통 축을 중심으로 회전하는 방식으로 컨투어 맨드릴이 구동되며,
-- 제3 방법 단계에서 블랭크는 조인트 외측부를 형성하기 위해 블랭크에 작용하는 유동 성형 롤러의 도움으로 적어도 부분적으로 성형되는, 방법에 관한 것이다.
이러한 유형의 방법은 예로서 DE 10 2013 101 555 B3에 공지되어 있다. 유동 성형에서, 작업편은 다른 재성형 방법과 비교하여 고압 및 저온에서 롤러를 사용하여 성형된다. 유동 성형 방법이 재료 특정 재결정화 온도보다 낮은 온도에서 수행된다는 사실 때문에, 다른 재성형 방법과 비교하여 작업편에서 높은 가공 경화가 발생한다. 유동 성형에 의해, 예로서 등속 조인트의 조인트 외측부가 상당히 감소된 중량 및 재료의 최적화된 사용으로 제조될 수 있다. 유동 성형에 의해 제조되는 조인트 외측부는 특히, 단조된, 그리고, 따라서, 더 강성적인 조인트 외측부에 비교하면, 유동 성형에 의해 제조된 조인트 외측부의 탄성의 결과로서 등속 조인트의 모든 볼이 균일하게 하중지지하는 장점, 즉, 볼에 의해 지지되어야 할 하중이 볼에 균일하게 분포되는 장점을 갖는다.
본 발명의 목적은 종래 기술과 비교하여 증가된 사용 수명을 갖는 조인트용 조인트 외측부를 제조하기 위한 간단하고 저렴한 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 제1 방법 단계에서 컨투어 맨드릴에 대해 회전할 수 없도록 블랭크가 컨투어 맨드릴 상에 배열되고,
-- 제2 방법 단계에서 블랭크와 컨투어 맨드릴이 공통 축을 중심으로 회전하는 방식으로 컨투어 맨드릴이 구동되고,
-- 제3 방법 단계에서 블랭크는 조인트 외측부를 형성하기 위해 블랭크에 작용하는 유동 성형 롤러의 도움으로 적어도 부분적으로 성형되며, 제3 방법 단계에서, 적어도 하나의 트랙이 조인트 외측부에 오목 영역을 갖도록 형성된다는 사실에 의해 달성된다.
조인트 외측부를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법은 종래 기술과 비교하여 추가적인 그리스 포켓이 오목 영역의 도움으로 조인트의 외측부에 제공될 수 있다는 장점을 갖는다. 상기 추가적인 그리스 포켓은 조인트의 추가적인 윤활제 저장소 역할을 할 수 있으며, 따라서 다른 조인트 구성요소에 대하여 조인트 외측부의 윤활을 향상시킬 수 있다. 다른 조인트 구성요소에 대한 조인트 외측부의 윤활을 개선한 결과로서, 조인트 외측부와 전체 조인트 둘 다의 사용 수명이 향상된다.
오목 영역은, 예로서, 조인트 외측부의 내부 컨투어의 비-하중지지 영역에 제공된다. 하나의 장점은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 조인트 외측부의 하중지지 영역이 따라서 보다 간단하게 치수 정밀도가 좋은 방식으로 제조될 수 있고 따라서 후속 기계 가공이 필요 없게 된다는 것이다. 예로서, 모든 또는 대부분의 비-하중지지 영역이 오목한 구성이고 따라서 트랙의 하중지지 기능 영역은 오목 영역과 비교하여 상승된 방식으로 존재한다는 사실로 인해, 최적의 조인트 기능을 보장하기 위해, 오목 영역과 비교하여 상승된 방식으로 존재하는 영역만 경화시키면 되기 때문에, 하중지지 기능 영역의 경화 프로세스는 또한 간단한 방식으로 최적화될 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 조인트 외측부에 오목 영역이 형성된 트랙은, 특히, 형성된 트랙이 트랙면을 포함하고, 오목 영역이 트랙면에 추가로 구성되는 것을 의미한다.
본 발명의 유익한 개선 및 발전은 도면을 참조하여 종속항 및 상세한 설명으로부터 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 제3 방법 단계에서, 볼 트랙은 조인트 외측부에 오목 영역을 갖도록 형성되는 것이 제공된다. 그 결과, 추가적인 그리스 포켓이 유리한 방식으로 볼 트랙에 제공될 수 있다. 따라서, 볼 트랙의 그리스 포켓에 추가적인 그리스 또는 윤활제가 제공됨으로써 볼과 조인트 외측부 사이의 윤활이 향상될 수 있고 및/또는 볼과 조인트 외측부 사이의 마찰이 감소될 수 있다. 또한, 최적의 조인트 기능을 보장하기 위해 오목 영역과 비교하여 상승된 영역만 경화하면 되므로 볼 트랙의 비-오목 영역, 즉 예로서 하중지지 영역의 경화 프로세스는 유리한 방식으로 최적화될 수 있다. 결과적으로, 특히 볼 트랙 또는 조인트 외측부의 볼 트랙의 사용 수명이 증가한다. 또한, 조인트의 조인트 내측부에서 볼 및 볼 트랙의 사용 수명도 따라서 증가한다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따라, 제3 방법 단계에서, 케이지 트랙이 조인트 외측부에 오목 영역을 갖도록 형성되는 것이 제공된다. 결과적으로, 추가 그리스 포켓이 케이지 트랙에 유리한 방식으로 제공될 수 있다. 따라서, 케이지 트랙의 그리스 포켓에 추가적인 그리스 또는 윤활제를 제공함으로써 케이지와 조인트 외측부 사이의 윤활이 향상될 수 있으며 및/또는 케이지와 조인트 외측부 사이의 마찰이 감소될 수 있다. 더욱이, 최적의 조인트 기능을 보장하기 위해 오목 영역과 비교하여 상승된 영역만 경화되면 되기 때문에 케이지 트랙의 비-오목 영역의 경화 프로세스는 유리한 방식으로 최적화될 수 있다. 결과적으로, 특히, 조인트 외측부의 케이지 트랙 또는 케이지 트랙들 및 케이지 자체의 사용 수명이 증가한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 제3 방법 단계에서, 트랙은 롤링 빔(rolling beam)의 도움으로 형성되는 것이 제공된다. 롤링 빔 또는 복수의 롤링 빔의 사용의 결과로서, 복잡한 표면 구조 및 면이 간단하고 저렴한 방식으로 조인트 외측부에서 제조될 수 있다. 따라서 오목 영역 또는 상이한 구성의 윤활제 저장소가 간단한 방식으로 트랙에 형성될 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따라, 제3 방법 단계에서 구조 에지가 볼 트랙과 케이지 트랙 사이에 형성되는 것이 제공된다. 그 결과, 볼 트랙 또는 볼 트랙들과 케이지 트랙 사이의 구획이 간단하고 저렴한 방식으로 형성된다. 따라서, 또한 볼 또는 볼들과 케이지에 대한 간단한 안내가 제공된다.
본 발명의 또 다른 주제는, 특히 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 트랙을 갖는 조인트 외측부이며, 적어도 하나의 트랙은 오목 영역을 포함한다. 결과적으로 간단하고 저렴하며 기계적으로 강인한 조인트 외측부가 제조된다. 또한, 추가적인 그리스 포켓 또는 추가적인 그리스 포켓들이 오목 영역의 도움으로 조인트 외측부에 제공된다. 상기 추가적인 그리스 포켓은 조인트의 추가적인 윤활제 저장소 역할을 할 수 있으며, 따라서 다른 조인트 구성요소에 대하여 조인트 외측부의 윤활을 향상시킬 수 있다. 다른 조인트 구성요소에 대한 조인트 외측부의 윤활을 개선한 결과로서, 조인트 외측부와 전체 조인트 둘 다의 사용 수명이 향상된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 트랙은 볼 트랙인 것이 제공된다. 결과적으로, 추가적인 그리스 포켓 또는 추가적인 그리스 포켓들이 유리한 방식으로 볼 트랙에 제공된다. 볼 트랙 내의 그리스 포켓에 추가적인 그리스 또는 윤활제를 제공한 결과, 볼과 조인트 외측부 사이의 윤활이 따라서 개선될 수 있고 및/또는 볼과 조인트 외측부 사이의 마찰이 감소될 수 있다. 또한, 최적의 조인트 기능을 보장하기 위해 오목 영역과 비교하여 상승된 영역만 경화하면 되므로 볼 트랙의 비-오목 영역, 즉 예로서 하중지지 영역의 경화 프로세스는 유리한 방식으로 최적화될 수 있다. 결과적으로, 특히 볼 트랙 또는 조인트 외측부의 볼 트랙의 사용 수명이 증가한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 트랙은 케이지 트랙인 것이 제공된다. 결과적으로 케이지 트랙에 추가적인 그리스 포켓이 유리한 방식으로 제공된다. 케이지 트랙의 그리스 포켓에 추가적인 그리스 또는 윤활제를 제공한 결과로, 케이지와 조인트 외측부 사이의 윤활이 따라서 향상될 수 있고 및/또는 케이지와 조인트 외측부 사이의 마찰이 감소될 수 있다. 더욱이, 최적의 조인트 기능을 보장하기 위해 오목 영역과 비교하여 상승된 영역만 경화되면 되기 때문에 케이지 트랙의 비-오목 영역의 경화 프로세스는 유리한 방식으로 최적화될 수 있다. 결과적으로, 특히 조인트 외측부의 케이지 트랙 또는 케이지 트랙들의 사용 수명이 증가한다.
본 발명의 또 다른 주제는, 유동 성형에 의해 특히 본 발명에 따른 방법에 의해 조인트 외측부를 제조하기 위한 공구이며, 공구는, 컨투어 맨드릴에 대해 회전 고정된 방식으로 블랭크를 수용하기 위한 컨투어 맨드릴을 포함하고, 공구는, 블랭크와 컨투어 맨드릴이 실질적으로 공통 축을 중심으로 회전될 수 있는 방식으로 컨투어 맨드릴을 구동하기 위한 구동부를 포함하며, 공구는, 조인트 외측부에 오목 영역을 갖는 적어도 하나의 트랙을 형성하기 위해 블랭크에 작용하는 유동 성형 롤러를 포함한다. 결과적으로, 특히 본 발명에 따른 방법의 장점과 본 발명에 따른 조인트 외측부를 갖는, 본 발명에 따른 방법에 의해 조인트 외측부를 제조하기 위한 공구가 유리한 방식으로 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 공구는 적어도 하나의 트랙을 형성하기 위한 롤링 빔을 포함하는 것이 제공된다. 특히, 공구는 상이한 구성의 복수의 롤링 빔을 포함하는 것이 제공된다. 롤링 빔 또는 복수의 롤링 빔의 사용의 결과로서, 복잡한 표면 구조 및 면이 간단하고 저렴한 방식으로 조인트 외측부에서 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 예시적인 방법에 따른 흐름도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 또 다른 주제에 따른 개략적인 사시도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 주제에 따른 개략적인 사시도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 주제에 따른 개략적인 사시도를 도시한다.
도 5는 도 3 및 도 4에 따른 본 발명의 일 예시적 실시예의 개략적인 사시도 및 단면도를 도시한다.
다양한 도면들에서, 동일한 부품들은 항상 동일한 명칭들로 제공되며, 따라서 일반적으로 각각의 경우에 단지 한 번만 명명되거나 언급될 것이다.
도 1은 유동 성형에 의해 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 조인트 외측부(1)를 제조하는 하나의 예시적인 방법에 따른 흐름도를 도시한다. 여기에 도시된 방법에서, 블랭크는 제1 방법 단계(101)에서 컨투어 맨드릴에 대해 회전할 수 없도록 컨투어 맨드릴 상에 배치된다. 컨투어 맨드릴은 예로서 복수의 컨투어 맨드릴 부분을 포함하며, 그 결과 언더컷이 조인트 외측부(1)에서 실현될 수 있다. 특히 컨투어 맨드릴은 컨투어 맨드릴의 외부면이 조인트 외측부(1)의 내부 컨투어에 실질적으로 대응하는 방식으로 형성된다. 제2 방법 단계(102)에서, 컨투어 맨드릴은 블랭크와 컨투어 맨드릴이 공통 축을 중심으로 회전하는 방식으로 구동된다. 제3 방법 단계(103)에서, 블랭크는 조인트 외측부(1)를 형성하기 위해 블랭크에 공통 축에 대해 실질적으로 수직으로 작용하는 유동 성형 롤러의 도움으로 적어도 부분적으로 성형된다. 또한, 예로서 유동 성형 롤러가 블랭크 상에 공통 축에 실질적으로 평행하게 작용하는 구성도 제공된다. 블랭크와 컨투어 맨드릴은 단지 공통 축을 중심으로 회전될 수 있도록 장착되고, 구동은 유동 성형 롤러 또는 유동 성형 롤러의 도움으로 일어나는 것도 생각할 수 있다. 제3 방법 단계(103)에서, 특히, 적어도 하나의 트랙(3)이 조인트 외측부(1)에 오목 영역(5)을 갖도록 형성된다. 제3 방법 단계(103)에서, 예로서, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 적어도 하나의 볼 트랙(9)은 조인트 외측부(1)에서 오목 영역(5')을 갖도록 형성된다. 제3 방법 단계(103)에서, 추가적으로 또는 대안적으로, 예로서 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 케이지 트랙(11)이 조인트 외측부(1)에서 오목 영역(5")을 갖도록 형성된다. 제3 방법 단계(103)에서, 예로서, 트랙(3)은 도 5에 도시된 롤링 빔(13)의 도움으로 형성된다. 또한, 제3 방법 단계(103)에서, 예로서, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 구조 에지(15)가 볼 트랙(9)과 케이지 트랙(11) 사이에 형성된다.
도 2는 조인트 외측부(1)와 조인트 내측부(2)를 갖는 조인트를 보여준다. 이러한 유형의 조인트는 등속 조인트로도 불리우며, 조인트 외측부(1)의 샤프트로부터 조인트 내측부(2)의 샤프트까지 또는 조인트 내측부(2)의 샤프트로부터 조인트 외측부(1)의 샤프트까지 볼(4)의 도움으로 균일하게 각속도 및 토크를 전달한다. 등속 조인트의 작동 중에, 상기 볼(4)은 각각의 경우에 조인트 외측부(1)의 적어도 하나의 트랙(3) 또는 하나의 볼 트랙(9)을 따라 그리고 조인트 내측부(2)의 적어도 하나의 트랙(3) 또는 볼 트랙(9)을 따라 이동한다. 볼(4)과 조인트 외측부(1) 사이 및 볼(4)과 조인트 내측부(2) 사이에는 조인트 내측부(2)에 대한 조인트 외측부(1)의 상대 이동의 결과로 미끄럼 마찰과 구름 마찰이 중첩이 발생한다. 상기 중첩은 구름 마찰로도 불린다. 상기 구름 마찰을 최소화하기 위해서는 등속 조인트의 만족스러운 윤활이 필요하다. 최적화된 윤활 방식에 의해 조인트의 사용 수명이 크게 향상된다. 도 2는 볼(4)의 서로간의 상대적인 간격을 추가로 정의하는 케이지(6)를 개략적으로 도시한다. 도 2는 등속 조인트의 작동 방법의 개선된 관찰을 위해 케이지 트랙(11)을 도시하지 않는다.
등속 조인트의 조인트 외측부(1)(도 3 및 도 4에 부분적으로 도시됨)은 바람직하게는 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되고, 다른 제조 방법이 또한 조인트 외측부(1)를 제조하기 위해 제공된다. 도 3 및 도 4에 도시된 조인트 외측부(1)는 케이지 트랙(11)을 포함하고, 이는 6개의 볼 트랙(9)을 통해 각각 하나의 오목 영역(5)을 갖는다. 여기서, 6개의 볼 트랙(9) 각각은 오목 영역(5')을 포함하고, 케이지 트랙(11)은 오목 영역(5")을 포함한다. 도 3에서 볼 트랙 및 케이지 트랙의 오목 영역(5', 5")은 해칭 방식으로 도시되어 있다. 대조적으로, 도 4에서, 볼 트랙 및 케이지 트랙의 오목 영역 또는 비-오목 영역에 대해 상승된 영역이 해칭 방식으로 도시된다. 여기에 도시된 예시적인 실시예에서, 볼 트랙(9)의 비-오목 영역은 하중지지 영역 또는 볼(4)을 안내하고 각속도 및 토크를 균일하게 전달하는 영역이다. 볼(4)과 볼 트랙의 비-오목 영역 사이의 윤활은 오목 영역(5')에 그리스를 제공함으로써 개선된다. 또한, 케이지 트랙의 오목 영역(5'')에 추가적인 윤활제 저장소가 제공된다. 상기 윤활제 저장소는 등속 조인트의 윤활을 위한 추가적인 윤활제를 제공한다. 각각의 경우에서 케이지 트랙(11)의 비-오목 영역은 볼 트랙(9)의 하중지지 영역에 직접 인접한다. 여기서, 볼 트랙(9)의 각각의 인접한 하중지지 영역은 케이지 트랙(11)의 비-오목 영역과 함께 구조 에지(15)를 형성한다. 따라서 여기에 도시된 예시적인 실시예는 12개의 구조 에지(15)를 포함한다.
또한, 도 2에 도시된 조인트 내측부(2)의 볼 트랙(9)과, 대안적으로 또는 추가적으로, 각각의 경우에 볼 트랙(9) 사이에 위치하는 조인트 내측부(2)의 영역은 하나 이상의 오목 영역(5)을 포함하는 구성이 유리하게 제공된다. 그 결과, 윤활제 저장소가 조인트 내측부(2) 상에 또한 제공될 수 있고, 따라서 등속 조인트의 사용 수명이 증가될 수 있다.
도 5에 도시된 예시적인 실시예는 도 3 및 도 4에 도시된 예시적인 실시예에 실질적으로 대응한다. 도 5는 본 발명에 따른 조인트 외측부(1)를 제조하기 위한 예시적인 공구의 롤링 빔(13)을 추가로 도시한다. 또한, 도 5는 조인트 외측부의 회전축에 수직인 상이한 평면들을 따른 조인트 외측부(1)의 단면도를 도시한다. 컨투어 맨드릴 또는 복수의 컨투어 맨드릴 부분을 포함하는 컨투어 맨드릴에 부가하여, 공구는, 예로서, 블랭크와 컨투어 맨드릴이 실질적으로 공통 축을 중심으로 회전될 수 있는 방식으로 컨투어 맨드릴을 구동하기 위한 구동부를 포함한다. 또한, 공구는, 예로서 조인트 외측부(1)에 오목 영역(5)을 갖는 적어도 하나의 트랙(3)을 형성하기 위해, 공통 축에 대해 실질적으로 수직으로 블랭크에 작용하는 유동 성형 롤러를 포함한다.
1 조인트 외측부
2 조인트 내측부
3 트랙
4 볼
5, 5', 5" 오목 영역
6 케이지
9 볼 트랙
11 케이지 트랙
13 롤링 빔
15 구조 에지
101 제1 방법 단계
102 제2 방법 단계
103 제3 방법 단계

Claims (10)

  1. 유동 성형에 의해 조인트 외측부(1)를 제조하는 방법이며,
    -- 제1 방법 단계(101)에서 컨투어 맨드릴에 대해 회전할 수 없도록 블랭크가 컨투어 맨드릴 상에 배열되고,
    -- 제2 방법 단계(102)에서 블랭크와 컨투어 맨드릴이 공통 축을 중심으로 회전하는 방식으로 컨투어 맨드릴이 구동되며,
    -- 제3 방법 단계(103)에서 조인트 외측부(1)를 형성하기 위해 블랭크는 블랭크에 작용하는 유동 성형 롤러의 도움으로 적어도 부분적으로 성형되며, 제3 방법 단계(103)에서, 조인트 외측부(1)에 적어도 하나의 트랙(3, 9, 11)이 오목 영역(5, 5', 5")을 갖도록 형성되는, 조인트 외측부(1)의 제조 방법에 있어서,
    제3 방법 단계(103)에서, 조인트 외측부(1)에 적어도 볼 트랙(9)이 오목 영역(5')을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 조인트 외측부(1)의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제3 방법 단계(103)에서, 조인트 외측부(1)에 케이지 트랙(11)이 오목 영역(5")을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 조인트 외측부(1)의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 제3 방법 단계(103)에서, 적어도 하나의 트랙(3)은 롤링 빔(13)의 도움으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 조인트 외측부(1)의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 제3 방법 단계(103)에서, 볼 트랙(9)과 케이지 트랙(11) 사이에 구조 에지(15)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 조인트 외측부(1)의 제조 방법.
  5. 적어도 하나의 트랙(3)을 갖는 조인트 외측부(1)이며, 적어도 하나의 트랙(3)은 오목 영역(5)을 포함하고, 상기 트랙(3)은 볼 트랙(9)인 것을 특징으로 하는, 조인트 외측부(1).
  6. 제5항에 있어서, 트랙(3)은 케이지 트랙(11)인 것을 특징으로 하는, 조인트 외측부(1).
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