KR20070012697A - 베어링 셸 - Google Patents

Abstract

중공 구형으로 형성된 내부 베어링 면을 형성하는 적어도 두 개의 셸 부재(1a, 1b)를 구비하고 있는, 회전- 및 요동 가능하게 베어링 셸 내에 수용된 볼 조인트 저널을 수장하기 위한, 볼 조인트 용 합성수지 재료로 된 베어링 셸이 소개도어 있는데, 거기에서는, 셸 부재들은 그 전체로서 베어링 링의 대향 위치하는 정면 측면들에 배치된 각각 한 개의 개구(2,3)를 갖는 베어링 링(1)의 형태를 형성하고, 그리고 개구 단면들 중 하나를 가로질러 셸 부재들(1a,1b)을 연결하는 적어도 하나의 웹(4)이 배치되어 있다.

Description

베어링 셸{BEARING SHELL}

본 발명은 회전- 및 요동 가능하게 베어링 셸 내에 수용되는 볼 조인트 저널을 수장하기 위한 볼 조인트 용 합성수지 재료로 된 베어링 셸에 관한 것이다.

볼 조인트는 기계 제조의 많은 분야에서, 특히 자동차 공업에서 지지틀- 및 조종 부품군의 성분으로서 사용된다. 볼 조인트 내에 있는 베어링 셸은 볼 조인트 저널의 성분인 소위 볼 헤드를 둘러싸고 다시 볼 조인트 하우징 내에 수용된다. 그리고 볼 조인트 저널 및 -하우징은 한쪽으로는 지지틀 쪽 또는 조종부 쪽에 배치되고 다른 쪽으로는 새시에 고정되며, 그래서 어떤 정해진 자유도 이내에서 양 성분들 서로의 운동이 가능해진다. 볼 조인트 장착시의 일반적 문제는, 베어링 셸과 볼 저널이 잘못하여 분리되는 것을 방지하기 위해, 볼 저널을 확실하게 지지하기 위한 베어링 셸이 그 안에 있는 볼 헤드를 반 이상 둘러싸지 않으면 안 된다는 점이다. 베어링 셸에 의해 볼 저널을 그 반 이상 위요해야하기 때문에, 양 부재들을 직접 함께 삽입하는 것은 가능하지 않다. 그보다, 베어링 셸은, 특별한 구조적 및/또는 재료 공업적 제조 방법에 의해, 이 베어링 셸이 장착 과정 중에 볼 헤드 위에 얹혀질 수 있고, 베어링 셸이 나중에 볼 조인트 하우징 내에 설치되는 것과 함께 셸의 탄력적 성질 또는 기타 구조적 핸디캡 때문에 이 베어링 셸이 고정될 수 있도록 하 는, 그런 형상을 갖게 되어야 한다.

문제의 해결을 위해서는 예컨대 독일 공보 DE 199 58 149 A1로부터 두 개의 상이한 제조 방법이 알려져 있다.

한 방법으로 베어링 셸에는 다수의 긴 슬릿들이 배치될 수 있다. 그리고 베어링 셸 자체는, 이것이, 볼 조인트 저널의 볼 헤드를 수용하기 위해, 실질적으로 중공 구형으로 형성된 요부를 갖도록, 구성된다. 이 헤드는 존재하는 도입 개구를 통해 이 요부 내로 압입되는데, 베어링 셸의 슬릿 형성된 형태에 의해 개구가 형성된 셀 영역을, 볼 저널이 도입될 수 있을 만큼, 충분히 외측으로 연신시킨다.

공동으로 중공 구형으로 형성된 내부 베어링 면을 형성하는 두 베어링 부재들로 베어링 셸을 구성시키고, 그 부재들은 소위 막 힌지에 의해 서로 연결되게 하고 그래서 장착과정을 위해 볼 조인트 저널 위에 플랩 형으로 배치될 수 있게 함에 의해, 다른 조립 방법이 상기 간행물에서와 비슷하게 얻어질 수 있다. 설치 후 양 셸 부재들을 폐쇄되게 하고 다시 볼 조인트 하우징 내에 삽입한다.

양 구성 방법은 특정 이용 목적을 위해서는 적당하다는 것이 밝혀졌다. 물론 베어링 셸에 긴 슬릿들이 배치되는 처음 언급한 실시형의 경우에는, 사용된 볼 조인트들이 설치 상태에서 보통 주 부하 방향에 노출된다는 문제점이 있다. 주 부하 방향으로 일어나는 힘은 베어링 셸 내부에 큰 면압을 야기한다. 그런데 장착을 위해서 필요한 베어링 셸의 슬릿들은 이때 결점으로 작용하는데, 그 이유는 합성수지 재료는 약화되어 잔존하는 베어링 면 부분이 대응적으로 높은 응력을 담당해야 하기 때문이다. 이 결과 불리한 작동 조건 하에서는, 베어링 셸의 합성수재 재료가 크리핑 및 유동 동작을 겪게 되고, 이것은, 슬릿들이 비가역적으로 축소되고 그래서 볼 조인트 내 유동 자유를 위해 필요한 장력의 감소 또는 소실이 초래된다는 것을 의미한다.

그런 결점을 피하기 위해, 특정 사용 목적을 위해서는 상기한 두 제법을 사용하여, 막 조인트가 두 셸 부재들을 서로 연결시키고 장착 목적을 위해 베어링 셸을 플랩 복개할 수 있게 하였다.

그러나 이 경우 그런 베어링 셸을 위해서는 연신성이 높은 합성수지 재료만 사용될 수 있다는 점은 결점인데, 그 이유는 막 조인트의 기능을 발휘하기 위해서는 50% 까지의 재료의 연신율이 요구되기 때문이다. 그래서 보통 그런 베어링 셸을 위패서는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 합성수지가 사용된다. 이 재료들은 다시 볼 조인트의 특수 용도의 경우에는 내 부하력이 불충분하고, 그래서 경우에 따라서는 발생하는 힘을 수용하기 위해 볼 조인트의 구조 크기를 확대시켜야한다.

따라서 본 발명의 목적은, 상기 문제 및 그것과 관련된 여태까지 통상 기술로부터 알려진 해결 방법들로부터 출발하여, 한편으로는 부하 방향의 큰 힘도 문제없이 수용될 수 있고 다른 한편으로는 구조 및 장착의 관점에서 베어링 셸이 용이하게 제조될 수 있고 용이하게 취급될 수 있도록, 볼 조인트 용 베어링 셸을 형상화 하는 것이다.

이 목적은 청구항 1의 특징에 의해 정의된 기술적 교시에 의해 본 발명에 따라 달성된다.

그래서, 회전- 및 요동 가능하게 베어링 셸 내에 수용되는 볼 조인트 저널을 수장하기 위한 볼 조인트 용 합성수지 재료로 된 베어링 셸이, 적어도 두 셸 부재들로 구성되게 하는 것이, 본 발명적으로 중요하다. 이 부재들은 공동으로, 즉 베어링 셸이 볼 조인트 하우징 내에 설치될 때, 폐쇄된, 중공 구형으로 형성된 내부 베어링 면을 형성하고, 그때에 셸 부재들은 전체가 베어링 링의 대향 위치하는 정면 측면들에 배치된 각각 하나의 개구를 가진 베어링 링의 형태를 형성하고 개구 단면들 중 하나를 가로질러 셸 부재들을 연결하는 적어도 하나의 웹이 배치된다.

이 신규 형태에 의해, 사용된 합성수지 재료에 특별한 연신율이 주어지지 않더라도, 양 셸 부재들을 이것들을 연결하는 웹에 의해 일정 방식으로 서로 개별적으로 구부리는 것이 가능하다. 연신율이 불필요하여 경성이 높은, 그래서 비교적 취성이 있는 플라스틱도 사용될 수 있고, 그래서 소형 볼 조인트 류에 의한 극히 높은 응력도 수용되고 전달될 수 있다. 그리고 셸 부재들을 연결하는 웹은, 셸 부재들이 조인트 하우징 내 또는 조인트 볼에 이 셸의 장착 후 추후의 장착 단계를 위해 일정 정확한 위치에 놓여질 수 있도록, 유리하게도 탄성을 가진 합성수재 재료로 구성된다.

본 발명에 따른 교시의 특별한 양태들은 추가적으로 종속 청구항들의 특징으로부터 얻어질 것이다.

특별한 실시형에 따라, 셸 부재들을 연결하는 웹은 베어링 링의 개구 단면 위에서 실질적으로 반원 궁형으로 볼록한 외형을 갖는다.

베어링 셸의 전체적 제작치수는 특별한 실시형에 따라, 웹은 실질적으로 직사각형 단면을 갖고 단면의 큰 치수 변은 베어링 링의 개구 단면에 맞서 배치되게 함으로써 한정된다. 웹 단면의 작은 치수 변은 실질적으로 베어링 링의 두께에 상당할 수 있다. 이 조치에 의해 한편으로는 셸 반부들은 따로 따로 충분히 플랩핑 동작하는 것이 보장되고, 다른 한편으로는 균일한 두께의 웹은, 예컨대 종래의 막 조인트에서 일어났던 것과 같은, 그런 방법으로 인해 야기된 과도 연신 합성수지 재료와의 스냅(엉켜 물기) 형성을 방지한다.

그 외에도 상기 특징에 추가하여 베어링 셸에는 베어링 셸의 외연에 비틀림 방지 소자로서 적어도 하나의 돌기가 배치된다. 이 돌기는 베어링 셸을 수용하는 소속 볼 조인트 하우징의 해당 홈 내에 맞물려서 볼 조인트 하우징과 베어링 셸 사이의 상대 운동을 방지한다.

그 위에 본 발명 대상의 적절한 양태에 따라, 베어링 링과 웹은 상이한 연신율을 가진 합성수지 재료로 구성된다. 그래서 예컨대 베어링 링은 필요한 힘을 수용하기 위한 기능 소자로서 웹의 합성수지 재료 보다 상당히 적은 연신율을 가질 수 있다. 웹의 구조적 형태와 함께 해당 재료 선정에 의해, 막 힌지에서와 같은 과도한 연신이 일어나지는 못하면서, 반부 셸들의 상호간의 운동이 확대된다. 베어링 링과 웹의 상이한 재료 조합은 동시 사출법 또는 2 성분법에 의해 실현될 수 있다.

그 위에 베어링 링 및 경우에 따라서는 웹을 탄소 섬유를 가진 PEEK-재료로 구성시키는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 이 특수 재료는 단지 약 2%의 연신율을 갖고 있어 큰 면압을 수용하기에 가장 적합하다. 추가적으로 합성수지 재료 내에는 예컨대 탄소 섬유 또는 유리 섬유로 된 섬유 보강재가 매립되고 이것은 베어링 셸 및 따라서 볼 조인트의 부하 저항도를 추가로 증가시킨다.

더욱이 발명 대상의 추가의 실시형에 따라, 베어링 셸이 장착된 상태에서 베어링 링의 베어링 부재들 사이에 작은 간극이 배치된다. 이 작은 간극은 베어링 링의 셸 부재들에서의 높은 열 부하로 인해 발생할 수 있는 열 팽창을 수용하는 역할을 한다.

도 1은 본 발명의 첫 실시예에 따른 베어링 셸의 투시도이고,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 베어링 셸의 투시도이다.

[부재 설명] 1 레어링 링, 2 개구, 3 개구, 4 웹, 1a 셸 부재, 1b 셸 부재, 5 돌기, 6 돌기, 7 간극.

이하 본 발명의 두 실시예를 첨부 도면을 참고로 상세히 설명하겠다. 도 1과 2는 본 발명에 따른 베어링 셸의 투시도를 보여준다.

베어링 셸은 실질적으로 베어링 링(1)으로 구성되어 있고 그 링은 중공 구형의 내부 세그먼트 영역을 갖고 있는 것을 알 수 있다.

베어링 링의 상측 및 하측에는 각각 개구(2 및 3)가 있다. 표시된 실시예에서는 개구(3)는 웹(4)에 의해 덮여있다.

도면에서, 전체가 1로 지정된, 베어링 셸을 형성하는 베어링 링은 셸 부재(1a)와 (1b)로 구성되어 있는 것을 알 수 있다. 그 양 부재는 공동으로 그 내측에, 그 안에 수용될, 볼 조인트의 볼 헤드를 위한 중공 구형으로 형성된 베어링 면 을 형성하는데, 이 볼 헤드는 본 발명의 대상이 아니어서 그것의 표시는 생략되었다.

웹(4)은 셸 부재 (1a)와 (1b)를 서로 연결하고 셸 부재 (1a)와 (1b)가 서로 가벼운 상대운동을 할 수 있게 하고, 그래서 베어링 셸은 볼 조인트 저널의 볼 헤드 위에 얹혀지거나 또는 스냅 충돌 될 수 있다.

또한 도면에서, 베어링 링(1)의 외부 윤곽에 직경 방향으로 서로 대향 위치하는 두 돌기(5,6)가 있고, 이들 돌기는 베어링 셸을 둘러싸는 볼 조인트 하우징의 대응 홈 내에 맞물려 있고 그래서 베어링 셸과 볼 조인트 하우징 사이의 상대 운동을 신뢰성 있게 방지한다는 것을 알 수 있다. 대안적으로 비틀림(회전) 방지부는 베어링 셸을 수용하는 소속 덮개를 갖고 있는 조인트 하우징의 대응 홈 내에 웨브(4)가 매설되게 함에 의해 구현될 수도 있다.

웨브(4)는 도시된 바와 같이 직사각형 단면을 갖고 있고, 그 단면의 큰 치수의 변은 베어링 링(1)의 개구(3)의 개구 단면에 평행하게 배치되어 있다. 웨브 단면의 보다 작은 치수의 변은 셸 부재들(1a 및 1b)이 서로 따로 가압되는 결과 웨브가 용이하게 휘어지게 한다.

웹(4)과 베어링 링(1)은, 웹의 합성수지 재료에서는 힘의 수용과 전달을 위해 제공되는 베어링 링(1)에서 보다 더 큰 연신율이 실현될 수 있도록, 예컨대 동시 사출 또는 여러 재료로부터의 다성분 사출 주조의 특수 방법에 의해 구축될 수 있다. 추가로, 사용되는 합성수지 재료는 섬유 보강에 의해 그 사용성이 개선될 수 있다.

도시된 베어링 셸의 장착 상태에서는 베어링 부재 (1a)와 (1b) 사이에 간극(7)이 생기는 것을 도면에서 알 수 있다. 이 간극은, 베어링 부재(1a,1b)에서 높은 열 부하로 인해 일어나는 열팽창을 수용하는 역할을 한다.

본 발명에 따른 베어링 셸의 상기 구조적 신규 형태에 의해, 최소 연신성을 가진 고 내 부하성 합성수지 재료의 사용 가능성으로 인한 베어링 셸의 큰 내 부하성이 베어링 셸의 용이한 장착성에 의해 성취되는데, 그 용이 장착성은, 셸 부재들(1a 및 1b)이 용이하게 서로 떨어져 가압되고 그런 뒤 베어링 셸이 베어링 링(1)의 개구(2)에 의해 볼 조인트 저널의 볼 헤드 위로 눌러 밀림에 의해 실현된다.

도 2에는 본 발명에 따른 베어링 셸의 추가 실시예가 표시되어 있는데, 이것은 특히 그 외부 윤곽에 있어 도 1의 실시예의 윤곽과 상이하다. 웹(4), 셸 부재들(1a,1b)을 가진 베어링 링(1) 및 베어링 링(1)에 이어진 개구(2 및 3)와 같은 발명의 중요 소자들은, 그 특징에 있어 도 1의 부재번호로 상세히 논의된 제 1 실시예에 상당한다. 상이점은 베어링 링(1)의 외부 윤곽에 있는 것으로, 즉, 도 2에 표시된 실시예에서는 개구(2) 쪽으로 향하는 하부 영역이 구형으로 형성되어 있고 한편 그 구형 영역에 이어지는 상부 영역은, 도 1의 예에도 나타나 있는 것처럼, 다시 원통형으로 형성되어 있다. 개구(3)의 영역에서 도 2의 형상부는, 반경방향으로 돌출하는 수 개의 톱니 영역을 가진 칼라 영역을 구비하고 있다. 발명 관련 웹(4)은 베어링 링(1)의 칼라형 영역으로부터 출발하여 도 1의 실시예에 따른 개구(3)의 중심 위로 뻗는다.

베어링 부재 (1a)와 (1b) 사이에는 다시 도 1의 실시예와 비슷하게 공차 보정 역할을 하는 중간 간극(7)이 있다.

Claims (12)

1. 중공 구형으로 형성된 내부 베어링 면을 형성하는 적어도 두 개의 셸 부재(1a, 1b)를 구비하고 있는, 회전- 및 요동 가능하게 베어링 셸 내에 수용된 볼 조인트 저널을 수장하기 위한, 볼 조인트 용 합성수지 재료로 된 베어링 셸로서, 셸 부재들은 그 전체로서 베어링 링의 대향 위치하는 정면 측면들에 배치된 각각 한 개의 개구(2,3)를 갖는 베어링 링(1)의 형태를 형성하고, 그리고 개구 단면들 중 하나를 가로질러 셸 부재들(1a,1b)을 연결하는 적어도 하나의 웹(4)이 배치되어 있는 베어링 셸.
2. 제 1 항에 있어서, 웹(4)은 베어링 링의 개구 단면 위로 실질적으로 반원 궁형(弓形)으로 볼록한 외형을 갖는 것을 특징으로 하는 베어링 셸.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 웹(4)은 실질적으로 직사각형 단면을 갖고, 거기서 보다 큰 치수의 측면(변)은 베어링 링(1)의 개구 단면(3)에 마주하여 배치도어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 셸.
4. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 웹 단면의 보다 작은 치수의 변은 실질적으로 베어링 링(1)의 두께에 상당하는 것을 특징으로 하는 베어링 셸.
5. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 베어링 링(1)의 외연에는 적어도 하나의 돌기(5,6)가 회전 방지 소자로서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 셸.
6. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 웹(4)은 탄성 합성수지 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 셸.
7. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 베어링 링(1)과 웹(4)은 상이한 팽창율의 합성수지 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 셸.
8. 제 7항에 있어서, 웹(4)의 합성수지 재료의 팽창율은 베어링 링(1)의 합성수지의 그것보다 훨씬 큰 것을 특징으로 하는 베어링 셸.
9. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 베어링 링(1)은 PEEK-재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 셸.
10. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 합성물질 재료 내로 섬유 보강재가 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 셸.
11. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 베어링 링(1)의 셸 부재들(1a와 1b) 사이에 좁은 간극(7)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 셸.
12. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 셸 부재들 사이 웹(4)은 해당하는 조인트 하우징 내 베어링 셸을 위한 비틀림(회전) 방지재로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 셸.

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