KR20070072483A - 축방향 단부에 윤활제 저장기를 가지는 밀봉 벨로우즈와이의 조립/설치방법 - Google Patents

축방향 단부에 윤활제 저장기를 가지는 밀봉 벨로우즈와이의 조립/설치방법 Download PDF

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KR20070072483A
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KR1020077003297A
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마커스 피셔
에릭 홀머스
다니엘 데어링
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

접속부(40)를 가지는 볼 피벗핀(36,38)를 가지는, 벨로우즈 밀봉체(10)를 가진 볼 및 소켓 조인트와, 벨로우즈(10)와 벨로우즈(10)를 가지는 볼 및 소켓 조인트를 제조하기 위한 프로세스가 제공된다. 공동(20)이 있는 환형의 결합면(16)이 밀봉 벨로우즈에 제공된다. 밀봉면이 있는 접속부품이 볼 피벗핀에 접속된다. 볼 및 소켓 조인트의 조립에 앞서 공동에 윤활제(22)가 배치된다. 환형의 결합면(16)이 조립시에 밀봉면과 접촉하도록 제공되어, 상당량의 윤활제(22)가 공동에서부터 압출되도록 한다.

Description

축방향 단부에 윤활제 저장기를 가지는 밀봉 벨로우즈와 이의 조립/설치방법{SEALING BELLOWS WITH LUBRICANT RESERVOIR AT AXIAL END AND ASSEMBLY/INSTALLATION METHOD}
본 발명은 조인트에 관한 것으로서, 특히 벨로우즈 또는 실링부트(sealing boot)를 가지는 볼 및 소켓 조인트 조립체와 실링부트에 관한 것이다.
일단부는 볼 조인트의 하우징에 연결되고 또한 타단부는 너클(knuckle)(볼핀에 연결되는-연결부품 또는 정합부품) 및/또는 볼 스터드(ball stud)(볼핀:ball pin)에 연결되는 실링부트를 가지는 볼 및 소켓 조인트가 공지되어 있다. 실링부트의 단부는 볼 스터드 또는 너클에 직접 연결 될 수도 있고, 밀봉링(sealing ring)을 기재하여 연결될 수도 있다.
축방향 측에 윤활제 처리되어 윤활작용을 개선하는 실링부트가 공지되어 있다.
본 발명의 목적은 (볼 스터드와 같은) 다른 조인트 부품에 영향을 끼지는 일이 없이 너클 접촉면에서 윤활제처리되는 (너클을 향하는) 축방향 단부를 가지는 조인트를 위한 밀봉 벨로우즈를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 볼 및 소켓 조인트 부품 조립체에 실링부트(벨로우즈 밀봉체)를 제공하고 또한 실링부트와 너클의 축방향으로 훌륭한 밀봉을 제공하고 또한 적하 동안에 윤활제가 실링부트에서 제 위치에서 보호되는 한편 최종 조립체에서 단순한 방법으로 방출되는 조립방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 접속부품을 가지는 볼 피벗핀을 포함하는 벨로우즈 밀봉체를 가지는 볼 및 소켓 조인트가 제공된다. 공동(cavity)이 있는 환형의 결합면(engagement surface)이 밀봉 벨로우즈에 제공된다. 밀봉면(sealing face)이 있는 접속부품이 볼 피벗핀에 연결된다. 볼 및 소켓 조인트의 조립에 앞서 윤활제가 공동에 배치된다. 환형의 결합면은 조립시에 밀봉면과 접촉하도록 제공되어, 상당량의 윤활제가 공동에서부터 압착되어 나온다.
상기 공동은, 개구(opening)의 각 측면에서 플랩부(flap portion)가 있는 환형의 개구를 가지는 홈(groove)이어서, 조립 전까지 공동에서부터 윤활제의 이동을 제한할 수 있다. 공동은 또한, 협소한 도입구 갭(narrowed entrance gap)의 각 측면에 환형의 결합면을 가지는 협소한 도입구 갭의 형태로 공동에 대한 환형의 개구를 가지는 홈일 수 있고, 협소한 도입구 갭은 조립 전까지 공동에서부터 윤활제의 이동을 제한한다.
공동은, 밀봉 벨로우즈의 재료와 밀봉 벨로우즈에 부착되는 멤브레인(membrane) 중 하나에 의해 밀폐되는 환형의 결합면측을 가진다. 환형의 결합면측 개구는, 조립시에 윤활제의 방출을 허용한다.
공동에서의 밀봉 벨로우즈는, 공동의 도입구에서 협소한 갭 및 재료장벽 중 하나에 의해 규정되는 윤활제 유지부(lubricant retaining portion)를 가진다. 윤활제 유지부는, 환형의 결합면이 밀봉면과 접촉하기 이전의 선조립 상태에서 홈에 적어도 윤활제의 일부분을 유지하는 작용을 한다.
벨로우즈 밀봉체 구성요소는 또한, 피벗핀과 결합하는 피벗핀 밀봉면을 가질 수 있다. 피벗핀 밀봉면이 피벗핀과 고정적으로 결합이 되도록 벨로우즈에 힘을 인가하기 위하여 벨로우즈의 외측에 작용하는 클램핑 링을 적용할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따라서, 볼 및 소켓 조인트를 형성하기 위한 프로세스가 제공된다. 상기 프로세스는 베어링 인서트(bearing insert)를 통해 볼 조인트 하우징에 안착되는 볼 피벗 핀을 제공하는 단계와, 볼 피벗핀을 수용하기 위한 개구를 가지는 반경방향으로 연장하는 표면뿐만 아니라, 환형의 하우징 접속면을 가지는 제1단부와 그리고 적어도 부분적으로 윤활제로 충전되는 공동을 가지는 환형의 결합면을 가지는 타단이 있는 벨로우즈를 가지는 접속부를 제공하는 단계를 포함한다. 벨로우즈는 하우징에 접속된다. 볼 피벗핀은, 벨로우즈를 가지는 접속부의 개구 내로 이동하여 환형의 결합면을 접속부의 반경방향으로 연장하는 표면에 접촉시켜 공동에서부터 환형의 결합면과 접속부의 반경방향으로 연장하는 표면 간의 소정 위치로 윤활제를 방출한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 환형의 결합면을 가지는 단부와, 벨로우즈 구성요소에 형성되고 또한 환형의 결합면으로 개방하는 공동을 가지는 벨로우즈 구성요소를 포함하는 실링부트(sealing boot)가 제공된다. 윤활제가 공동에 배치된다.
본 발명을 특징짓는 다양한 신규 특징들은, 본 명세서에 첨부되고 또한 일부를 형성하는 청구항들로 명확해진다. 본 발명의 이점 및 그 사용에 따른 특정목적은 다음에 첨부도면과 함께 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 윤활제 홈, 포켓 또는 기공을 가지는 부트실의 축방향 단부를 보여주는 절단면도.
도 2는 윤활제 홈, 포켓 또는 기공 속의 윤활제가 방출되도록 압착되는 부트실의 축방향 단부를 보여주는 절단면도.
도 3A는 필름 또는 (천공된 천공되지 않은) 멤브레인 또는 재료플랩으로 적어도 부분적으로 커버되는 윤활제 홈, 포켓 또는 기공을 가지는 실링부트의 너클방향측(축방향 단부)의 단면도.
도 3B는 제한된 치수의 개구를 가지는 윤활제 홈, 포켓 또는 기공을 가지는 실링부트의 너클방향측(축방향 단부)에서 실링부트의 다른 실시예의 단면도.
도 4는 본 발명에 따라 벨로우즈(실링부트)에 접속되는 하우징에 안착되는 볼 조인트 볼 및 핀의 부분 단면도.
도 5는 벨로우즈 접촉면(상부면)을 가지는 접속된 부품(너클)을 보여주는 단면도.
도 6A는 너클 접촉면과 접촉하는 실링부트의 조립체 상태를 보여주는 단면도.
도 6B는 접속된 부품에 대해 볼이 전진할 때 다른 조립체 상태를 보여주는 단면도.
도 6C는 조립된 상태를 보여주는 단면도.
도 7A는 결합을 위해 상대적으로 위치된, 선조립 상태에서 실링부트를 보여주는 확대 단면도.
도 7B는 실링부트와 너클을 보여주는 확대 단면도.
도면을 참조하여 보면, 본 발명은 부호 10으로 표시되는 밀봉 벨로우즈 또는 실링부트를 포함한다. 실링부트(10)는 하우징단부(15)(도 4참조)와 접속부품단부(18)를 가진다. 접속부품단부(18)는 환형의 윤활제 홈 또는 포켓의 형태인 공동(20)을 가지는 환형의 표면(16)을 가진다. 공동은 적어도 부분적으로 윤활제(22)로 충전된다. 공동(20)은 재료성형플랩(30)에 의해 일측이 밀폐된다.
도 2는 외측(12)에 대해 내측(14)에서 압착된 단부(18)를 가지는 실링부트(10)를 보여준다. 측면(14)에서의 압축은 윤활제(22)에 압력을 가하게 되어, 플랩(30)이 외방으로 밀쳐지게 되고 그리고 윤활제(22)가 플랩(30) 간의 갭을 통해 흐를 수 있게 된다.
윤활제(22)가 제공된 기공, 포켓 또는 홈(20)이 도 3A에 도시되어 있다. 이 윤활제(22)는 공동(20) 내에 미리 제 위치에 있는 윤활제(22)로 선조립 상태에서 공급될 수 있다. 도 1, 2 및 3A에 따라서, 플랩(30) 또는 재료(70)의 필름 또는 멤브레인 두께는 실링부트(10)와 일체적으로 형성된다. 재료(70)는 윤활제 공동(20) 을 중단없이 가로질러 연장하거나 또는 도 3A에 도시된 바와 같이 갭을 가진다. 만일 갭이 제공되지 않는다면, 윤활제(22)는 멤브레인 또는 재료(70)를 통해 주입된다. 도 3A에 도시된 바와 같이 공동(20)은, 표면(16)에서 각각 측벽에서부터 연장하는 플랩(30)으로 코팅된다. 실링부트(10)로 조립체를 형성하기 이전에, 윤활제(22)가 플랩(30)의 갭을 통과해 홈(20)에 공급된다. 플랩(30)은 표면(16)이 조립위치에 위치할 때까지 홈(20) 내에 윤활제(22)를 효과적으로 유지하는데, 표면이 조립위치에 있는 경우에 아래에서 설명하듯이 윤활제는 홈(20)에서부터 압착되어 배출된다.
도 3B는 공동(20)의 다른 실시예를 보여준다. 공동 또는 홈(20)은 표면(16)과 협력하여 갭(24)을 규정한다. 갭(24)은 공동 또는 홈(20)의 폭(D)에 대한 갭(24)의 유리한 폭(d)의 비율을 가질 수 있다. 충분히 작은 치수 d로, 선적(shipping) 및 취급 동안에라도 윤활제는 공간(22) 내에 실질적으로 유지될 수 있다. 게다가, 선적 및 취급 동안에 갭(24) 위에 필름이 부착될 수 있다. 또한 윤활제는 실링부트(18)와 일체적으로 형성된 멤브레인으로 유지될 수 있는데, 윤활제가 멤브레인을 통해 주입된다. 그런 다음, 멤브레인이 파괴되어 윤할제를 방출하거나 또는 바람직하게 윤활제는, 멤브레인이 압착에 의해 파괴되거나 또는 파열되는 조립단계들 동안에 홈(20)에서부터 압착 방출된다(또한 윤활제(22)의 내부압력에 의해). 멤브레인은 공동(20)으로부터 압출되게 되는 윤활제(22)를 위해 파열되는 약한 영역을 규정하기 위해 천공될 수 있다. 재료(70)는 이와 같은 천공을 가질수 있거나 또는 플랩(30)을 형성하기 위해 규격에 맞춰 절단되거나 또는 윤활제가 공 동(20) 외부로 흐르고 또한 장벽(70)이 파열될 때 이와 같은 플랩(30)이 형성된다.
비록 예들은 홈 또는 연속적인 환형의 포켓(20)으로 공동(20)을 도시하고 있다 하더라도, 공동(20)은, 각각이 윤활제를 가지고 또한 아래에서 기술하는 바와 같이 소정의 방식으로 윤활제를 유지하는 다수의 개별적인 포켓들 또는 기공들 중 하나로서 제공될 수 있다. 재료(70)는 실링부트(10)의 재료와 몰딩될 수 있거나 또는 윤활제의 통로를 제한하는 재료를 이미 몰딩된 실링부트(10)에 도포할 수 있다.
실링부트(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 핀(38)을 가지는 볼(36)을 포함하는 볼 및 소켓 조인트에 유리하게 사용된다. 볼(36)은 중간 베어링 인서트(45)를 통해 하우징(44)에 안착된다. 핀(38)은 접속부품 또는 너클(40)에 접속된다. 실링부트(10)는 단부(15)에서 클램핑 링(46)을 통해 하우징(44)에 접속된다. 실링부트(10)의 단부(18)는 클램핑 링(48)에 의해 핀(38)에 접속된다.
도 5는 실링부트쪽 표면(42)을 가지는 너클(40)을 보여준다. 상기 표면(42)은 실링부트면(16)과 협동하여 실링부트(10)와 너클(40) 간의 밀봉을 형성한다.
도 6A-6C는, 핀(38)의 테이퍼된 표면(tapered surface)이 너클(40)의 테이퍼된 표면과 접촉하도록 안착되는 조립프로세스를 보여준다. 도 7A에서, 표면(16)은 표면(42) 위에 위치한다(도 7A 참조). 너클(40)의 개구에서 안착위치로 스터드(38)의 이동으로, 실링부트(10)는 너클(40)쪽으로 힘을 인가한다. 실링부트(10)와 슬립링(14) 사이에서 상대 미끄러짐을 위한 마찰저감을 위해 또한 밀봉특성을 위해 윤활제(22)의 상당량이 공간(22)에서부터 방출될 수 있다. 도 7B에 도시된 바와 같이, 윤활제(22)로 통과하는 수분침투경로(55)를 기반으로 훌륭한 밀봉이 제공된다.
본 발명의 원리들의 적용을 설명하기 위해 본 발명의 특정 실시예들을 도시하고 설명하였지만, 이러한 원리들을 벗어나는 일이 없이 본 발명은 다르게 실시될 수 있음을 알아야 한다.
본 발명에 따라서, 접속부품을 가지는 볼 피펏 핀을 포함하는 벨로우즈 밀봉체를 가지는 볼 및 소켓 조인트가 제공된다. 공동(cavity)이 있는 환형의 결합면(engagement surface)이 밀봉 벨로우즈에 제공된다. 밀봉면(sealing face)이 있는 접속부품이 볼 피펏 핀에 연결된다. 볼 및 소켓 조인트의 조립에 앞서 윤활제가 공동에 배치된다. 환형의 결합면은 조립시에 밀봉면과 접촉하도록 제공되어, 상당량의 윤활제가 공동에서부터 압착되어 나온다.

Claims (17)

  1. 벨로우즈를 가지는 볼 및 소켓 조인트에 있어서, 상기 볼 및 소켓 조인트는:
    접속부품을 가지는 볼 피벗핀과;
    공동이 있는 환형의 결합면을 가지는 밀봉 벨로우즈;
    밀봉면을 가지는 접속부품과;
    볼 및 소켓 조인트의 조립에 앞서 상기 공동에 배치되는 윤활제를 포함하고, 상기 환형의 결합면은 상기 밀봉면과 접촉하여 다수의 윤활제가 상기 공동에서부터 압착배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 볼 및 소켓 조인트.
  2. 제1항에 있어서, 조립전까지 상기 공동에서부터 윤활제의 이동을 제한하기 위하여 상기 공동은 개구의 각 측면에 플랩부를 가지는 환형의 개구를 가지는 홈인 것을 특징으로 하는 볼 및 소켓 조인트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공동은 협소한 도입구 갭의 각 측면에 환형의 결합면을 가지는 상기 도입구 갭의 형태로 상기 공동에 대한 환형의 개구를 가지는 홈이고, 상기 협소한 도입구 갭은 조립 전까지 상기 공동에서부터 상기 윤활제의 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 볼 및 소켓 조인트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 공동은 상기 밀봉 벨로우즈의 재료 및 상기 밀봉 벨로 우즈에 도포되는 멤브레인 중 하나에 의해 폐쇄되는 환형의 결합면측을 가지고, 상기 환형의 결합면측은 조립시에 개방되어 윤활제의 방출을 허용하는 것을 특징으로 하는 볼 및 소켓 조인트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공동에서 상기 밀봉 벨로우즈는 상기 공동의 도입구에서의 협소한 갭과 재료장벽 중 하나에 의해 규정되는 윤활제 유지부를 가지고, 상기 윤활제 유지부는 상기 환형의 결합면이 상기 밀봉면이 접촉하기 이전의 선조립 상태에서 상기 공동내에 상기 윤활제 중 적어도 일부분을 유지하는 작용을 하는 것을 특징으로 하는 볼 및 소켓 조인트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 벨로우즈 밀봉체 구성요소는 상기 피벗핀과 결합하는 피벗핀 밀봉면을 가지는 것을 특징으로 볼 및 소켓 조인트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 피벗핀 밀봉면이 상기 피벗핀과 고정적으로 결합되도록 상기 벨로우즈에 힘을 인가하기 위해 벨로우즈의 외측에 작용하는 클램핑 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 및 소켓 조인트.
  8. 볼 및 소켓 조인트를 제조하기 위한 프로세스에 있어서, 상기 프로세스는:
    베어링 인서트를 통해 볼 조인트 하우징에 안착되는 볼 피벗핀을 제공하는 단계와;
    볼 피벗핀을 수용하기 위한 개구를 가지는 반경방향으로 연장하는 표면이 있는 접속부를 제공하는 단계와;
    환형의 하우징 접속면이 있는 제1접속단부와 윤활제로 적어도 부분적으로 충전된 공동을 가지는 환형의 결합면이 있는 타단부를 가지는 벨로우즈를 제공하는 단계와;
    벨로우즈를 하우징에 접속시키는 단계와;
    볼 피벗핀을 접속부의 개구로 이동시키고 또한 벨로우즈의 환형의 결합면을 접속부의 반경방향으로 연장하는 표면에 접촉시켜, 상기 공동에서부터 상기 환형의 결합면과 상기 접속부의 반경방향으로 연장하는 표면 간의 소정 위치로 윤활제를 방출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 및 소켓 조인트를 제조하기 위한 프로세스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 공동은, 조립 전까지 상기 공동에서부터 윤활제의 이동을 제한하기 위하여 상기 개구의 각 측면에서 플랩부를 가지는 환형의 개구인 것을 특징으로 하는 볼 및 소켓 조인트를 제조하기 위한 프로세스.
  10. 제8항에 있어서, 상기 공동은, 협소한 도입구 갭의 각 측면에서 환형의 결합면을 가지는 협소한 도입구 갭의 형태로 상기 공동에 대한 환형의 개구를 가지는 홈이고, 상기 협소한 도입구 갭은 조립 전까지 상기 공동에서부터 윤활제의 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 볼 및 소켓 조인트를 제조하기 위한 프로세스.
  11. 제8항에 있어서, 상기 공동은 상기 밀봉 벨로우즈와 밀봉 벨로우즈에 도포되는 멤브레인 중 하나에 의해 폐쇄되는 환형의 결합면측을 가지고, 상기 환형의 결합면측은 조립시에 개방되어 윤활제의 방출을 허용하는 것을 특징으로 하는 볼 및 소켓 조인트를 제조하기 위한 프로세스.
  12. 제8항에 있어서, 상기 공동에서 상기 밀봉 벨로우즈는 상기 공동의 도입구에서의 재료장벽과 협소한 갭 중 하나에 의해 규정되는 윤활제 유지부를 가지고, 상기 윤활제 유지부는 상기 환형의 결합면이 상기 밀봉면과 접촉하기 전의 선-조립 상태에서 활주링 홈에 윤활제의 일부를 유지하는 작용을 하는 것을 특징으로 하는 볼 및 소켓 조인트를 제조하기 위한 프로세스.
  13. 환형의 결합면을 가지는 단부가 있는 벨로우즈 구성요소와;
    상기 벨로우즈 구성요소에 형성되고 또한 상기 환형의 결합면으로 개방되는 공동과;
    상기 공동내에 배치되는 윤활제를 포함하는 것을 특징으로 하는 실링부트.
  14. 제13항에 있어서, 상기 실링부트가 볼 및 소켓 조인트 조립체에 사용되기 전에 상기 공동 내에 상기 윤활제를 유지하고 또한 상기 실링부트가 볼 및 소켓 조인트 조립체에 사용될 시에 상당량의 윤활제를 방출하는 윤활제 유지수단을 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 실링부트.
  15. 제14항에 있어서, 윤활제 유지수단은 상기 공동에 대한 도입구에 있는 협소한 갭과, 상기 공동의 도입구에 있는 재료장벽과 상기 공동을 부분적으로 덮는 벨로우즈 구성요소의 일부 중 하나에 의해 규정되고, 상기 윤활제 유지수단은 선-조립 상태에서 상기 윤할제의 적어도 일부분을 유지하고 또한 방출하는 작용을 하는 것을 특징으로 하는 실링부트.
  16. 제14항에 있어서, 상기 벨로우즈 구성요소의 단부는 피벗핀과 결합하는 피벗핀 밀봉면이고, 상기 피벗핀 밀봉면은 상기 환형의 결합면에 인접한 것을 특징으로 하는 실링부트.
  17. 제16항에 있어서, 피벗핀 밀봉면이 피벗핀과 고정적으로 결합하도록 상기 벨로우즈 구성요소에 힘을 인가하기 위하여 상기 벨로우즈 구성요소의 외측에 클램핑 링을 수용하기 위한 클램핑 링 수용면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실링부트.
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