KR20030091802A - 균형 장치를 포함하는 카르단 조인트 - Google Patents

균형 장치를 포함하는 카르단 조인트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 균형 장치를 포함하는 카르단 조인트에 관한 것이다. 요크 아암(3, 4)은 공통 보어축(10)에 중심이 맞추어지고 홈(11)을 구비하는 지지 보어(5)를 포함한다. 저널 크로스 세트(6)는 직각 교차하는 네 개의 저널(7)과 베어링 부시(8)를 포함하고, 상기 베어링 부시(8)는 외측면(16)을 갖는 바닥(15)을 각각 포함하고 상기 베어링 부시(8) 내에 저널(7)이 각각 지지된다. 각 베어링 부시(8)는 지지 보어(5) 내에 수용되며, 베어링 부시(8)는, 홈(11) 내로 결합되고 관련된 베어링 부시(8)의 바닥(15)의 외측면(16)에 대해 지지되는 락킹링(locking ring)(17)을 통해 락킹된다. 락킹링(17)은 보어 축(10)을 기준으로 방사상 외측에서 바닥(15)에 접하는 받침부(18)를 포함하고, 상기 받침부(18) 상에는 방사상 내측으로 보어축(10)으로 돌출된 적어도 하나의 고정부(19)가 형성되고, 상기 고정부(19)는 받침부(18)에 대해 축방향으로 오프셋되고, 바닥(15)에 대해 이격되어 자유 공간(20)을 형성한다. 소정의 위치에 내장된 링으로 형성된 균형추(22)는 바닥(15)과 적어도 하나의 고정부(19) 사이의 자유 공간(20) 내에 고정될 수 있다.

Description

균형 장치를 포함하는 카르단 조인트{CARDAN JOINT WITH A BALANCING ARRANGEMENT}
본 발명은 균형 장치를 포함하는 카르단 조인트에 관한 것이다.
유럽 특허 제0 385 176호에는, 연결관과 카르단 조인트의 연결 위치에 연결관과 함께 별도의 장착링이 고정되고, 이 장착링은 부품의 종방향 구간에서 소정 간격으로 연결관을 감싸는, 카르단 조인트 축을 위한 균형 장치가 개시된다. 장착링의 외측면 상에 개별 균형추가 점용접을 통해 고정될 수 있다. 그러나 이런 형태는 특히 카르단 조인트 축의 수리 및 새로운 밸런싱 작업(balancing) 시 비파손적 분해를 허용하지 않는다. 또한, 이런 형태의 경우, 균형추를 용접할 수 있는 특수한 장비가 요구되기 때문에, 상당한 공정 비용이 소요된다. 또한 잘못 부착된 경우에는 오직 파손에 의해서만 수정이 이루어질 수 있다. 또한 가장 큰 불균형이 카르단 조인트 자체 내에 존재하므로, 균형추 부착을 위한 위치가 최적이 아니다. 또한, 실질적으로 연결관이 존재하지 않는 짧은 카르단 조인트 커플링에서는, 지금까지 보링(boring) 작업을 통해서만 질량을 제거하는 방법이 있었는데, 이는 장치를 약화시키는 단점을 갖는다.
따라서, 본 발명의 목적은, 간단하고 재현 가능하게 제작될 수 있고, 수리 시 간단한 방식으로 균형추의 출입을 허용하는, 균형 장치를 포함하는 카르단 조인트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 두 개의 요크 아암을 각각 포함하고, 상기 각각의 요크 아암 내에는 홈을 포함하는 지지 보어가 공통 보어축에 중심이 맞추어져 배치되는 두 개의 조인트 요크와, 네 개의 저널과 베어링 부시를 포함하며, 상기 네 개의 저널 중 각 두 개의 저널이 공통 축 상에 배치되고 이들이 직각 교차하며, 상기 베어링 부시는 외측면을 갖는 바닥을 각각 포함하고 상기 베어링 부시 내에 저널이 각각 지지되며, 각 베어링 부시가 지지 보어 내에 수용되는 저널 크로스 세트와, 베어링 부시의 고정을 위해 사용되고, 이를 위해 지지 보어의 홈 내로 결합되고, 관련된 베어링 부시의 바닥의 외측면에 대해 지지되고, 보어 축을 기준으로 방사상 외측에서 바닥에 접하는 받침부를 포함하고, 상기 받침부 상에는 방사상 내측으로 보어축으로 돌출된 적어도 하나의 고정부가 형성되고, 상기 고정부는 받침부에 대해 축방향으로 오프셋되고, 바닥에 대해 이격되어 자유 공간을 형성하는, 지지 보어마다 하나의 락킹링과, 소정의 위치에 내장된 링으로 형성되고 바닥과 적어도 하나의 고정부 사이의 자유 공간 내에 고정될 수 있는 균형추를 포함하는, 균형 장치를 포함하는 카르단 조인트를 통해 달성된다.
이러한 구조에서, 균형추는 카르단 조인트 축에서 불균형이 집중되는 위치에 부착되는 것이 유리하다. 또한, 유리하게는, 균형추가 분리 가능하게 부착되기 때문에, 수리 시 용이한 재밸런싱 작업이 가능하다. 또한, 밸런싱 작업 시 추의 교환을 통해 밸런싱 정밀도를 높이는 것이 용이하게 달성될 수 있다.
양호하게는, 받침부 상에 세 개의 고정부가 균형추의 고정을 위해 제공된다.고정부들은 받침부 상에 분할 배치된다. 균형추의 확실한 고정을 위해, 고정부 및 균형추는 접촉하게 되는 제1 또는 제2 접촉면을 각각 포함하고, 접촉면 중 적어도 하나가 보어축으로부터 이격되어 바닥의 외측면에 접근하는 원추형 표면의 일부인 것이 제안된다. 여기서, 접촉하게 되는 표면들은 그 연장과 관련하여, 자가 락킹(self-locking)이 이루어지고 이에 따라 분리가 확실히 방지되도록 형성될 수 있다. 베어링 부시의 바닥 방향으로 작용하는 힘은 균형추 상으로 작용하지 않는데, 왜냐하면 상기 힘은 락킹링을 통해 관련된 조인트 요크의 요크 아암 내로 직접 유도되기 때문이다.
고정을 위해, 균형추는 보어축을 기준으로 방사상 외측에, 락킹링의 자유 공간 내로 결합되는 장착부를 포함한다.
균형추가 균형 세그먼트를 포함하고, 균형 세그먼트는 장착부 상에서 보어축을 향해 방사상 형성될 수 있는 구조는 유리하다. 여기서, 균형 세그먼트는 각각 장착부로부터 및/또는 서로 분리될 수 있다.
균형추를 간단하게 조립할 수 있도록, 균형추는 내부 윤곽부로부터 장착부 안으로까지 방사상 외측으로 연장되는 적어도 하나의 슬롯을 포함한다. 상이한 중량을 갖는 균형추들은, 균형 세그먼트들이 두께면에서 다르게 형성되거나 또는 방사상 방향으로 두께가 동일 유지되는 상태에서 상이한 치수를 가짐으로써도 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 균형 장치를 포함하는 카르단 조인트가 제공된 카르단 조인트 축 및 균형추를 위한 다른 구성예가 도면에 개략적으로 도시되고 도면에 의해보다 상세히 설명된다.
도1은 본 발명에 따른 균형 장치를 포함하는 카르단 조인트 축의 도면.
도2는 도1의 부분(X)의 확대 단면도.
도3은 도2에 대한 평면도.
도4는 도2에 따른 부분(Y)으로서, 균형추의 제1 실시예에 대한 확대 상세도.
도5는 도2에 따른 부분(Y)으로서, 균형추의 다른 실시예에 대한 확대 상세도.
도6은 도4에 따른 균형추의 제1 실시예의 반부에 대한 도면.
도7은 균형추의 다른 실시예를 통한 부분 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 제1 카르단 조인트
2: 제1 조인트 요크
3: 제1 요크 아암
4: 제2 요크 아암
5: 지지 보어
6: 저널 크로스
7: 저널
8: 베어링 부시
9: 락킹링
10: 보어축
11: 홈
12: 제2 조인트 요크
13: 제2 카르단 조인트
14: 연결축
15: 바닥
16: 바닥의 외측면
17: 락킹링
18: 받침부
19: 고정부
20: 자유 공간
21: 제1 접촉면
22, 122, 222: 균형추
23, 123: 제2 접촉면
24, 124, 224: 장착부
25, 125, 225: 균형 세그먼트
26, 126: 슬롯
27: 표면
도1에는 제1 카르단 조인트(1)를 포함하는 카르단 조인트 축이 도시되고, 상기 제1 카르단 조인트(1)는 제1 요크 아암(3) 및 이에 대해 이격된 제2 요크 아암(4)을 구비한 제1 조인트 요크(2)를 포함한다. 양쪽을 통해 각각 보어축(10)에 중심이 맞추어진 지지 보어(5)가 연장된다. 두 개의 요크 아암(3, 4) 내에는 저널(7) 상에 지지된 베어링 부시(8)가 수용된다. 이들은 저널 크로스(6)와 함께 저널 크로스 세트의 제1 반부를 형성한다. 또한, 저널 크로스(6)는, 제1 저널(7)에 대해 직각이고 이와 평면으로 배치된 두 개의 다른 저널을 포함한다. 지지 보어(5)에는 홈(11)이 위치된다. 이 홈(11)내에는 보어축(10)을 따라 베어링 부시(8)를 지지하는 락킹링(9)이 삽입된다. 마찬가지로 베어링 부시를 지지하는, 저널 크로스의 두 개의 다른 저널은 제2 조인트 요크(12)의 요크 아암 내에서 장치에 상응하게, 제1 조인트 요크(2)와 관련하여 설명된 바와 같이, 유지된다. 상술된 부품들은 제1 카르단 조인트(1)를 형성한다. 카르단 조인트(1)에 대응되는 제2 카르단 조인트(13)가 제1 조인트 요크(2)로부터 이격된 연결축(14) 단부에 배치되고, 상기 연결축(14)은 신축적으로 길이 변화가 가능하다.
이하에서 균형 장치가 우선 도2, 도3, 도4 및 도6에 의해 설명된다. 도2 및 도3에는 지지 보어(5)를 포함하는 제1 조인트 요크(2)의 제1 요크 아암(3)이 도시된다. 이 지지 보어(5)는 보어축(10)을 갖는다. 지지 보어(5) 내에는 저널 크로스(6)의 저널(7)이 롤링체 및 베어링 부시(8)의 삽입 하에 수용되어 있다. 베어링부시(8)는 외측면(16)을 구비한 바닥(15)을 포함한다. 지지 보어(5) 내에서 바닥(15) 영역에는 홈(11)이 보어축(10) 주위로 원형으로 형성된다. 균형 장치는 받침부(18)를 구비하는 락킹링(17)을 포함하고, 상기 받침부(18)는 홈(11) 내로 결합되고 또한 베어링 부시(8)의 바닥(15)의 외측면(16)에 대해 접한다. 이를 통해 저널 크로스(6)는 제1 조인트 요크(2)의 두 개의 요크 아암(3, 4) 사이에서 보어축(10) 방향으로 중심이 맞추어져 유지된다. 도3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 락킹링(17)은 원주 방향의 소정의 위치에서 개방 형성되므로 적합한 공구를 통해 직경이 감소되고, 홈(11) 내로 도입되도록 지지 보어(5) 내로 삽입될 수 있다. 받침부(18) 상에는, 방사상 내측으로 원주 상에 분포되고 받침부(18)의 연장을 위해 직각으로 절곡되는 세 개의 고정부(19)가 연결되어, 보어축(10)에 대해 개방된 자유 공간(20)이 베어링 부시(8)의 바닥(15)의 외측면(16)에 대해 형성된다. 특히 도4로부터 알 수 있는 바와 같이, 고정부(19)는, 베어링 부시(8)의 바닥(15)의 외측면(16)으로부터 이격되고 이에 대해 대향된 제1 접촉면(21)을 포함하고, 이 제1 접촉면(21)은 보어축(10)에 중심이 맞추어져 있고 이 보어축(10)으로부터 이격되어 바닥(15)의 외측면(16)에 접근하는 원추형 표면의 일부이다. 다양한 중량의 균형추(22)가 락킹링(17)에 배치될 수 있다. 이러한 균형추(22)는 락킹링(17)과 유사하게 형성되고, 보어축(10)에 대해 방사상 외측에, 자유 공간 내로 유입되는 장착부(24)를 포함한다. 장착부(24)에는 보어축(10)으로의 방사상 내측으로 균형 세그먼트(25)가 연결되고, 이 균형 세그먼트(25)는 슬롯(26)을 통해 서로 분리된다. 도3에는 락킹링(17) 및 링형 균형추(22)의 반부만이 각각 도시된다. 일반적으로,균형 세그먼트(25)의 내부 윤곽부로부터 장착부(24) 안으로까지 방사상 연장되는 두 개의 슬롯(26)이 제공된다. 도2로부터 알 수 있는 바와 같이, 균형 세그먼트(25)는 고정부(19)의 제1 접촉면(21)과 접촉하게 되는 제2 접촉면(23)을 포함하는 균형추(17) 부분과 두께면에서 다르다. 도2, 도3 및 도4에 따른 실시예에서, 바닥(15)의 외측면(16)에 대해 지지되는 제2 접촉면(23) 및 표면(27)은 평행하게 연장된다.
도5에 따른 균형추(122)의 실시예에서 제2 접촉면(123)은 락킹링(17)의 고정부(19)의 제1 접촉면(21)의 연장에 상응하게 정반대로 부분적 원추면 형태로 연장된다.
도2 및 도3에 따른 실시예에서 사용되는 각 균형추(22)들은 상이한 두께를 가지는 것에 의해 그 질량이 다를 수 있지만, 도7에 따른 균형추(222)의 실시예에서는 장착부(224) 상에서 방사상 보어축(10)으로의 방향으로 형성되는 균형 세그먼트(225)가 상이한 방사상 치수를 가짐으로써, 내경(D1, D2)이 상이한 크기를 갖는 것이 제안된다.
도6에 따른 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 각 균형 세그먼트(125)는 절단홈을 통해 서로 분리되어, 각 균형 세그먼트(125)들은 원하는 균형 품질을 위한 적합한 질량을 발생시킬 수 있도록 이격될 수 있다.
본 발명에 따르면, 간단하고 재현 가능하게 제작될 수 있고, 수리 시 간단한 방식으로 균형추의 출입을 허용하는, 균형 장치를 포함하는 카르단 조인트를 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 균형 장치를 포함하는 카르단 조인트이며,
    두 개의 요크 아암(3, 4)을 각각 포함하고, 상기 각각의 요크 아암(3, 4) 내에는 홈(11)을 포함하는 지지 보어(5)가 공통 보어축(10)에 중심이 맞추어져 배치되는 두 개의 조인트 요크(2, 12)와,
    네 개의 저널(7)과 베어링 부시(8)를 포함하며, 상기 네 개의 저널(7) 중 각 두 개의 저널이 공통 축 상에 배치되고 이들이 직각 교차하며, 상기 베어링 부시(8)는 외측면(16)을 갖는 바닥(15)을 각각 포함하고 상기 베어링 부시(8) 내에 저널(7)이 각각 지지되며, 각 베어링 부시(8)가 지지 보어(5) 내에 수용되는 저널 크로스 세트(6)와,
    베어링 부시(8)의 고정을 위해 사용되고, 이를 위해 지지 보어(5)의 홈(11) 내로 결합되고, 관련된 베어링 부시(8)의 바닥(15)의 외측면(16)에 대해 지지되고, 보어 축(10)을 기준으로 방사상 외측에서 바닥(15)에 접하는 받침부(18)를 포함하고, 상기 받침부(18) 상에는 방사상 내측으로 보어축(10)으로 돌출된 적어도 하나의 고정부(19)가 형성되고, 상기 고정부(19)는 받침부(18)에 대해 축방향으로 오프셋되고, 바닥(15)에 대해 이격되어 자유 공간(20)을 형성하는, 지지 보어(5)마다 하나의 락킹링(9)과,
    소정의 위치에 내장된 링으로 형성되고 바닥(15)과 적어도 하나의 고정부(19) 사이의 자유 공간(20) 내에 고정될 수 있는 균형추(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카르단 조인트.
  2. 제1항에 있어서, 고정부(19) 및 균형추(22, 122)는 접촉하게 되는 제1 또는 제2 접촉면(21, 23)을 각각 포함하고, 접촉면(21, 23) 중 적어도 하나가 보어축(10)으로부터 이격되어 바닥(15)의 외측면(16)에 접근하는 원추형 표면의 일부인 것을 특징으로 하는 카르단 조인트.
  3. 제1항에 있어서, 균형추(22, 122)는 보어축(10)을 기준으로 방사상 외측에, 락킹링(17)의 자유 공간(20) 내로 결합되는 장착부(24, 124)를 포함하고, 균형추(22, 122)는 균형 세그먼트(25, 125)를 포함하고, 균형 세그먼트(25, 125)는 장착부(24, 124) 상에서 보어축(10)을 향해 방사상 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 카르단 조인트.
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