KR20040070357A - 등속 플런징 조인트를 위한 컨벌루트형 부우트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전 체결 방식으로 부착되는 방식으로 서로에 대해 연결되고, 서로에 대해 관절 연결될 수 있고, 서로에 대해 축방향으로 변위가능한 두 부분 사이의 환형 간극을 밀봉하기 위한 컨벌루트형 부우트에 관한 것이다. 특히, 제1 부품에 고정되는 제1 큰 칼라(11), 제2 부품에 고정되는 제2 작은 칼라(12) 및 제1 칼라와 제2 칼라 사이에 연장되어 두 개의 환형 플랭크(31, 32)를 포함하는 외측 절첩부의 형태로 두 개의 절첩부 골부(22) 사이에 절첩부 마루부(21)를 형성하는 복수개의 환형 절첩부 유닛을 갖는 낮은 변형률의 딱딱한 폴리머 재료를 포함하는 등속 플런징 조인트를 위한 컨벌루트형 부우트에 관한 것이다.

제1 칼라(11)와 연결되는 적어도 세 개의 환형 절첩부들의 제1 그룹(A)에서, 절첩부 마루부(21)와 절첩부 골부(22)의 직경은 제1 칼라로부터 제2 칼라까지 감소하며, 제2 칼라(12)와 연결되는 환형 절첩부의 제2 그룹(B)에서, 절첩부 골부의 직경과 선택적인 절첩부 마루부(21)의 직경은 일정하며, 제1 그룹(A)의 보다 큰 환형 절첩부(A1)의 절첩부 마루부(21)의 직경(D₁)의 제2 칼라(12)의 직경(D₂)에 대한 비는 2.5 이상이다.

Description

등속 플런징 조인트를 위한 컨벌루트형 부우트 {CONVOLUTED BOOT FOR CONSTANT VELOCITY PLUNGING JOINTS}

본 발명은 회전 체결 방식으로 부착되는 방식으로 서로에 대해 연결되고, 서로에 대해 관절식으로 연결될 수 있고, 서로에 대해 축방향으로 변위가능하며, 특히, 제1 부품에 고정되는 제1 큰 칼라, 제2 부품에 고정되는 제2 작은 칼라 및 제1 칼라와 제2 칼라 사이에 연장되어 두 개의 환형 플랭크를 포함하는 외측 절첩부의 형태로 두 개의 절첩부 골부 사이에 절첩부 마루부를 형성하는 복수개의 환형 절첩부 유닛을 갖는 낮은 변형률의 딱딱한 폴리머 재료를 포함하는 등속 플런징 조인트를 위한, 두 부분 사이의 환형 간극을 밀봉하기 위한 컨벌루트형 부우트에 관한 것이다.

요구 사항이 계속해서 엄격해지기 때문에, 상기 형태의 컨벌루트형 부우트는 대부분 딱딱한 폴리머 재료로 생산된다. 종래에 사용되었던 부드러운 탄성 재료와 비교할 때, 상기 딱딱한 재료들은 기계 및 화학적 측면에서 개선된 저항 특성을 가지며, 고속 및 보다 긴 사용 수명에 대한 요구의 관점에서 볼 때, 딱딱한 재료들이 사용되는 것은 필수적이다. 하나의 관심사는 낮은 온도에서 문제가 될 수도 있는 이 재료들의 감소된 가요성이다. 단지 두 개의 회전 부품 사이에서 관절 연결부로 작용하는 등속 고정 조인트의 경우에, 상기 재료들로 제작된 컨벌루트형 부우트들은 오늘날에서야 개별적인 요구 사항을 완전히 만족시킨다. 조인트가 단축되어 관절 연결된 상태와 연장되어 관절 연결된 상태일 때, 밀봉 컨벌루트형 부우트가 각의 내부 상의 환형 플랭크들 사이에서 마찰 접촉되는 것을 의미하는, 두 개의 회전 부품 사이에서 각 모멘트와 축방향 변위를 초래하는 등속 플런징 조인트의 경우에는, 개별적인 환형 절첩부들은 각의 외측 상에서 과도하게 넓게 개방되어, 환형 절첩부 또는 다른 불규칙성의 붕괴를 초래한다. 특히 고속에서, 이것은 컨벌루트형 부우트의 탄성 한계가 초과되게 할 수 있으며 부우트가 손상되게 할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 임의의 손상을 받지 않으면서 보다 엄격한 요구 조건을 만족시킬 수 있어 등속 플런징 조인트에 특히 적합한 상기 유형의 컨벌루트형 부우트를 제공하는 것이다. 상기 목적은 이하의 특성을 갖는 초기에 언급한 유형의 컨벌루트형 부우트를 제공하여 달성된다.

제1 칼라에 인접한 적어도 세 개의 환형 절첩부의 제1 그룹에서, 절첩부 마루부와 절첩부 골부의 직경은 제1 칼라로부터 제2 칼라까지 감소하며, 적어도 하나의 절첩부의 제2 칼라에 인접한 환형 절첩부의 제2 그룹에서, 일 실시 이상인 경우 절첩부 골부와 절첩부 마루부의 직경은 일정하며, 제2 칼라의 직경(D₂)에 대한 제1 그룹의 가장 큰 환형 절첩부의 절첩부 마루부의 직경(D₁)의 비는 2.5 이상이다.

절첩부들의 두 특정한 그룹들을 제공하여, 축방향 길이에서 관절 연결과 변화가 발생할 때 컨벌루트형 부우트의 변형은 감소하는 크기의 절첩부들을 포함하는 제1 그룹에서, 변형이 대부분 관절 연결의 형태로 발생하는 반면에 작은 직경을 갖는 적어도 하나의 절첩부를 포함하는 제2 그룹은 확장되어서 축방향 길이의 변화를 수용하는 방식으로 상기 두 그룹들에 배치된다. 절첩부의 다른 두 그룹을 갖는 컨벌루트형 부우트는 예를 들어, 독일 특허 제DE 33 09 386 C1호, 제DE 43 23 686 C2호, 제DE 196 01 096 A1호 및 제DE 198 06 173 C1호로부터 공지된다. 그러나, 이 경우들에서, 절첩부들의 두 그룹 사이에 삽입된 샤프트와 일정하게 접촉하는 영역이 존재한다. 독일 특허 제DE 38 73 496 T2로부터, 플랭크들이 서로에 대해 평행하게 연장되고 외측에서 만곡된 환형 비드에 의해 서로에 대해 연결되는 절첩부들을 갖는 두 개의 다른 기능 영역을 구비한 상기 유형의 컨벌루트형 부우트가 공지된다. 그러나, 두 개의 칼라들이 끼워 맞춤 상태에서 서로에 대해 동축으로 배치될 때 본 발명을 따르는 환형 절첩부는 삽입 샤프트에 대해 접촉되지 않으며, 각각의 환형 절첩부들은 대략 이중 원추의 형상을 포함한다.

절첩부의 제1 그룹은 다섯 개까지의 환형 절첩부를 포함할 수 있으며 절첩부의 제2 그룹은 여덟 개까지의 환형 절첩부를 포함할 수 있다. 절첩부의 수는 개별적인 요구 사항 프로파일에 의해 결정된다. 환형 절첩부의 수가 증가할 때, 보다 긴 부우트 길이를 위한 필요 역시 증가되지만, 각각의 절첩부에 의해 수행될 각 작업은 관절 연결 중 감소한다는 것은 명백하다. 그러나, 이것은 임의의 범위 내에서 각각의 절첩부들의 형태를 변화시키는 가능성에 영향을 주지는 않는데, 즉 보다 협소하고 넓은 절첩부들을 제공하는 것이 가능하며, 특별한 경우에는 제1 그룹의 절첩부들은 넓으며(보다 큰 부피를 가지며) 제2 그룹의 절첩부는 보다 협소하다. (좁다).

양호한 실시예에 따르면, 작은 각(β)이 제2 칼라를 지시하는 환형 플랭크에 의해 형성되고 β+25° 이상인 큰 각()이 제1 칼라를 지시하는 환형 플랭크에 의해 형성되는, 제1 그룹의 환형 절첩부의 각각의 두 개의 환형 플랭크가 반경 방향 평면과 대향 각들을 형성하는 것이 제안된다. 또한, 제2 칼라를 지시하는 환형 플랭크가 각(β)을 형성하고 제1 칼라를 지시하는 환형 플랭크가 β±5°에 의해 한정되는 각()을 형성하는, 제2 그룹의 환형 접첩부의 각각의 두 개의 환형 플랭크들이 반경 방향 평면과 대향 각들을 형성하는 것이 제안된다.

대략적인 원추형 환형 플랭크, 특히, 제1 칼라를 지시하는 제1 그룹의 환형 플랭크가 볼록한 외측부를 포함하도록 만곡될 수 있기 때문에, 각 값에 대한 참조가 절첩부 골부의 외측 라인과 절첩부 마루부의 외측 라인 사이의 원추면이어야 하며, 종방향 섹션에서 도시되는 경우, 각 값에 대한 참조는 절첩부 골부의 가장 작은 외측 반경과 절첩부 마루부의 가장 큰 외측 반경 사이의 직선이어야 하는 것이 본 명세서에 기재되었다.

다른 실시예에 따르면, 제1 그룹의 환형 절첩부들과 제2 그룹의 환형 절첩부들 사이에 절첩부 골부에서의 직경이 서로로부터 벗어나는 전이 절첩부가 제공되며, 제1 칼라를 지시하는 환형 플랭크의 직경은 제2 칼라를 지시하는 환형 플랭크의 직경보다 크다. 특히, 전이 절첩부의 환형 플랭크들은 반경 방향 평면과 대향 각들을 형성하는 것이 제안되며, 제2 칼라를 지시하는 환형 플랭크는 각(β)을 형성하고 제1 칼라를 지시하는 환형 플랭크는 β+5° 이상이고 β+25° 이하인각()을 형성한다. 따라서, 상기 전이 절첩부는 절첩부 골부의 직경이 제2 칼라를 향해 감소하는 제1 그룹의 환형 절첩부와 유사하다. 하지만, 환형 플랭크의 각 형상이 고려되는 한, 상기 전이 절첩부는 제2 그룹의 환형 절첩부와 유사하다. 목적은 컨벌루트형 부우트의 큰 각 모멘트에서조차 절첩부 골부와 삽입된 샤프트 사이의 마찰 접촉이 존재하지 않도록 하는 것을 보장하는 것이다.

컨벌루트형 부우트를 위한 양호한 재료는 열가소성 탄성 중합체(TPE)이다. 특히, 폴리우레탄(TPU), 폴리에스테르(TPEE), 보다 특별하게는 폴리에테르 에스테르 또는 폴리에스테르 에스테르계 재료와 폴리아미드(TPA), 폴리올레핀, 보다 특별하게는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌계 재료가 제안된다.

본 발명에 따르는 컨벌루트형 부우트의 양호한 실시예는 도면을 참조로 이하 상세하게 설명될 것이다.

도1은 도시된 상이한 각각의 특성을 나타내는, 절반의 종방향 섹션 본 발명의 컨벌루트형 부우트를 도시한다.

도2는 치수가 주어진 본 발명에 의해 기재된, 도1에 도시된 것과 유사한 도면을 도시한다.

도3은 각의 값이 주어진 절반의 종방향 섹션에서 두 개의 환형 절첩부를 도시한다.

도1은 부착 구역(11')을 갖는 큰 직경의 제1 칼라(11)와 부착 구역(12')를 갖는 작은 직경의 제2 칼라(12) 뿐만 아니라 일곱 개의 완전 환형 절첩부들을 포함하는 컨벌루트형 부우트를 도시한다. 제1 그룹(A)은 절첩부 골부와 절첩부 마루부의 직경이 제1 칼라(11)로부터 제2 칼라(12)까지 절첩되는 절첩부로부터 감소하는 세 개의 환형 절첩부(A1, A2, A3)를 포함한다. 세 개의 절첩부 마루부를 갖는 두 개의 완성 절첩부(B1, B2)의 제2 그룹(B)은 동일한 직경들을 포함하는 절첩부 골부와 절첩부 마루부를 포함한다. 제3 전이 절첩부(C)는 제1 그룹(A)과 제2 그룹(B) 사이에 위치되며, 직경이 제1 칼라(11)에서 제2 칼라(12)까지 감소하는 절첩부 골부를 포함한다. 절첩부(A1)에서, 완전 환형 절첩부가 두 개의 절첩부 골부(22) 사이의 절첩부 마루부(21)를 갖는 외측 절첩부로 간주되는 것이 지시된다.

도2에서, 도1에 도시된 것들과 동일한 임의의 항목은 동일한 참조 번호를 갖는다. 전술한 설명이 참조된다. D₁은 제1 그룹(A)의 제1 절첩부(A1)의 외측 직경을 의미하며, D₂는 제2 칼라(12)의 외측 직경을 의미한다. 본 발명에 따르면, 두 직경들의 비는 2.5 이상이다.

도3은 개별 절첩부를 도시하며, 도3a에서는 예를 들어 절첩부(A1)일 수 있는 하나의 절첩부가 제1 환형 플랭크(31)와 제2 환형 플랭크(32)를 포함한다. 반경 방향 평면(R)은 종방향 부우트 축(L) 상에 수직하게 위치된다. 반경 방향 평면(R)에 대한 제1 환형 플랭크(31)의 개방 각은 참조 기호로 지시되며 반경 방향 평면(R)에 대한 제2 환형 플랭크(31)의 개방 각은 β로 지시된다. 도3b는 볼록한 외측면 또는 선택적인 오목한 외측면을 갖는 환형 플랭크(31)에서, 반경 방향 평면으로부터 벗어난 개방 각()의 아암이 절첩부 마루부의 가장 큰 외주 라인(41)과 인접한 절첩부 골부의 가장 작은 주연 라인(42) 사이의 직선에 의해 형성되는 것을도시한다. 도3a는 반경 방향 평면으로부터 벗어난 개방 각(β)의 아암이 환형 플랭크(32)의 완전 원추면에 의해 형성되는 것을 도시한다.

Claims (13)

1. 회전 체결 방식으로 부착되는 방식으로 서로에 대해 연결되고, 서로에 대해 관절 연결될 수 있고, 서로에 대해 축방향으로 변위가능한 두 부분 사이의 환형 간극을 밀봉하기 위한 컨벌루트형 부우트이며,

   특히, 제1 부품에 고정되는 제1 큰 칼라(11), 제2 부품에 고정되는 제2 작은 칼라(12) 및 제1 칼라와 제2 칼라 사이에서 연장되고 두 개의 환형 플랭크(31, 32)를 포함하는 외측 절첩부의 형태로 두 개의 절첩부 골부(22) 사이에서 절첩부 마루부(21)를 형성하는 복수개의 환형 절첩부 유닛을 갖는 낮은 변형률을 갖는 경질의 폴리머 재료를 포함하는 등속 플런징 조인트를 위한 것이며,

   제1 칼라(11)와 연결되는 적어도 세 개의 환형 절첩부들의 제1 그룹(A)에서, 절첩부 마루부(21)와 절첩부 골부(22)의 직경은 제1 칼라로부터 제2 칼라까지 감소하며,

   적어도 하나의 절첩부의 제2 칼라(12)와 연결되는 환형 절첩부의 제2 그룹(B)에서, 절첩부 골부의 직경과 선택적인 절첩부 마루부(21)의 직경은 일정하며,

   제1 그룹(A)의 가장 큰 환형 절첩부(A1)의 절첩부 마루부(21)의 직경(D₁)의 제2 칼라(12)의 직경(D₂)에 대한 비는 2.5 이상이며 제1 그룹(A)의 환형 절첩부들의 각각의 두 개의 환형 플랭크들(31, 32)들은 반경 방향 평면과 대향 각들을 형성하며, 작은 각(β)은 제2 칼라(12)를 지시하는 환형 플랭크(32)에 의해 형성되며, β+25°이상인 큰 각()은 제1 칼라(11)를 지시하는 환형 플랭크에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 컨벌루트형 부우트.
2. 제1항에 있어서, 제1 그룹(A)은 다섯 개까지의 환형 절첩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨벌루트형 부우트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 그룹(B)은 여덟 개까지의 환형 절첩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨벌루트형 부우트.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 그룹(B)의 환형 절첩부의 각각의 환형 플랭크(31, 32)들이 반경 방향 평면과 대향 각들을 형성하고, 제2 칼라(12)를 지시하는 환형 플랭크(32)는 각(β)을 형성하고 제1 칼라(11)를 지시하는 환형 플랭크(31)는 β±5°로 한정되는 각()을 형성하는 것을 특징으로 하는 컨벌루트형 부우트.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 절첩부 골부(22)에서 직경이 서로에 대해 벗어나는 전이 절첩부가 제1 그룹(A)의 환형 절첩부들과 제2 그룹(B)의 환형 절첩부들 사이에 제공되며, 제1 칼라(11)를 지시하는 환형 플랭크(31)에서의 절첩부 골부의 직경이 제2 칼라(12)를 지시하는 환형 플랭크(32)에서의 절첩부 골부의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 컨벌루트형 부우트.
6. 제5항에 있어서, 전이 절첩부(C)의 환형 플랭크(31, 32)는 반경 방향 평면(R)과 대향 각을 형성하고, 제 칼라(12)를 지시하는 환형 플랭크(32)는 각(β)을 형성하고, 제1 칼라(11)를 지시하는 환형 플랭크(31)는 β+5°이상이고 β+25°이하인 각()을 형성하는 것을 특징으로 하는 컨벌루트형 부우트.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 탄성 중합체(TPE)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨벌루트형 부우트.
8. 제7항에 있어서, 재료는 폴리우레탄계 TPE(TPU)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨벌루트형 부우트.
9. 제7항에 있어서, 재료는 폴리에스테르계 TPE(TPEE)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨벌루트형 부우트.
10. 제9항에 있어서, TPEE는 폴리에테르 에스테르 또는 폴리에스테르 에스테르인 것을 특징으로 하는 컨벌루트형 부우트.
11. 제7항에 있어서, 재료는 폴리아미드계 TPE(TPA)를 포함하는 것을 특징으로하는 컨벌루트형 부우트.
12. 제7항에 있어서, 재료는 폴리올레핀계 TPE(TPO)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨벌루트형 부우트.
13. 제12항에 있어서, TPO는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌인 것을 특징으로 하는 컨벌루트형 부우트.