KR20070084449A

KR20070084449A - 조인트 유닛

Info

Publication number: KR20070084449A
Application number: KR1020077011570A
Authority: KR
Inventors: 랄프 쿤제; 쏘렌 크노프; 만프레드 브흘; 헤인프리트 헬름스
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2007-08-24
Also published as: BRPI0517727B1; KR101228662B1; CN100586748C; CN101061000A; EP1812252B1; BRPI0517727A; ATE461061T1; NO20073137L; DE502005009253D1; US20090154988A1; DE102004055961A1; EP1812252A1; US7708488B2; WO2006053538A1

Abstract

본 발명은 자동차 휠 서스펜션 상의 타이 로드용 조인트 유닛으로서, 하우징(1), 및 상기 하우징 내에 구면 베어링 면(3)에 의해 미끄럼 방식으로 지지된 핀(2)을 포함하고, 또한 정상 작동 시에 상기 하우징(1)의 일부를 접촉 없이 조이는 핀(2)으로부터 상기 하우징(1)의 완전한 분리를 방지하기 위한 고정 장치(4)를 포함하는, 조인트 유닛에 관한 것이다. 본 발명에 따라 고정 장치(4)는 리세스(4.1.1, 4.2.1)를 가진 하나 이상의 가요성 고정 스트랩 또는 하나 이상의 안전 루프(4.1, 4.2) 또는 2개 이상의 안전 루프(4.1, 4.2)를 포함하고, 정상 작동에서 상기 하우징의 고정 핀(1.1, 1.2)이 접촉 없이 상기 리세스 내로 연장한다.

타이 로드, 하우징, 핀, 고정 장치, 리세스, 고정 스트랩, 안전 루프, 고정 핀.

Description

조인트 유닛{JOINT UNIT}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 조인트 유닛에 관한 것이다.

자동차의 휠 서스펜션들은 요구 조건 및 기능에 따라 상이한 베어링 또는 조인트를 갖는다. 예컨대, 2개의 부품의 상대 운동을 큰 자유도로 가능하게 하기 위해서는 볼 앤드 소켓 조인트가 적합하다. 휠을 통해 전달되는 진동을 감쇠시키기 위한 탄성 중합체 층을 가진 조인트 유닛도 공지되어 있다. 따라서, 공지된 조인트 유닛에 의해 자동차의 특성, 여기서는 특히 일반적으로 휠 가이드와 관련한 그리고 쾌적성 증가와 관련한 휠 서스펜션의 특성이 영향을 받을 수 있다.

섀시 부품 내의 조인트 유닛은 통상 "세이프 라이프 원리(safe-life-principle)에 따라, 즉 자동차의 전체 수명 동안 수배의 안전성으로 확실하게 작동하도록 설계된, 심한 부하를 받는 안전 부품이다. 그럼에도 불구하고, 이러한 조인트 유닛의 전체 고장이 일어날 수 있는, 이론적 이벤트 또는 매우 바람직하지 않은 인과관계가 가능하다. 이는 예컨대 베어링 셸의 마모로 인해 또는 볼 핀에서의 부식 형성에 의해 가능한데, 그 이유는 밀봉 시스템의 고장 후에 오염물 또는 물이 조인트 내부로 침투할 수 있기 때문이다. 결과적으로, 상기 방식으로 손상된 조인트 유닛은 완전히 분리될 수 있다. 즉, 하우징과 핀 사이의 결합이 분리될 것이 다.

공지된 조인트 유닛은 하우징과 핀으로 이루어지고, 구면 베어링 면에 의해 하우징 내에 지지된 핀은 하우징 내부에서 미끄럼 운동을 할 수 있다. 핀의 구성 부분일 수 있거나 또는 조립의 의미로 이것과 결합될 수 있는, 구면 베어링 면은 선행 기술에서 통상적인 베어링 구조의 형태이다. 이러한 조인트 유닛은 예컨대, DE-OS 23 50 087 또는 EP 1 036 280 A1에 나타난다. 공지된 조인트 유닛에서 부품들은 서로 상대적으로 움직일 수 있도록 서로 연결되기 때문에, 상대 운동 가능한 부품들 사이에서 나타나는 마모의 고려는 중요한 품질 특징이다. 따라서, 조인트 유닛의 전체 수명 동안 마모를 가급적 적게 유지하거나 또는 그것을 완전히 없애려는 많은 노력이 있다. 이러한 이유 때문에, 내부 조인트 부품 내로 물 또는 오염물의 침투를 막기 위해, 공지된 조인트 유닛은 복잡하게 밀봉된다. 기존 해결책들은 조인트 유닛의 고장을 배제하기 위해 대개 자동차의 수명에 걸쳐 조인트 유닛의 기능 안전성을 보장한다.

그럼에도 예컨대 자동차의 휠 서스펜션에서 필요한 수리 또는 서비스 작업 동안, 실수로 그리고 눈에 띄지 않게 조인트 유닛의 부품들이 손상될 수 있다. 이러한 경우가 실제로 발생하면, 조인트 유닛의 내부로 물 및/또는 오염물의 침투가 더 이상 확실하게 배제될 수 없다. 물론, 이것은 조인트 유닛 부품의 조기의 심한 마모를 야기할 수 있을 것이다. 극단의 경우, 하우징과 핀의 완전한 분리도 가능하다. 그러나, 이러한 경우는 안전성의 이유 때문에 배제되어야 한다. 지금까지의 선행 기술에서는 하우징과 핀 사이의 완전한 분리를 방지함으로써, 이러한 마모 된 자동차가 예컨대 비상 작동으로 가장 가까운 서비스 장소에 갈 수 있는 해결책은 공지되어 있지 않다.

본 발명의 목적은 하우징과 핀 사이의 완전한 분리시에도 조인트 유닛의 비상 작동이 보장되는 조인트 유닛을 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1의 특징에 의해 달성된다. 본 발명의 다른 실시예는 종속 청구항에 제시된다.

본 발명에 따라 하우징과 핀 사이의 완전한 분리를 방지하기 위해, 조인트 유닛은 고정 장치를 갖는다. 고정 장치는 리세스를 가진 하나 이상의 가요성 고정 스트랩 또는 하나 이상의 안전 루프 또는 2개 이상의 안전 루프를 포함하고, 정상 작동시 상기 하우징의 고정 핀은 접촉 없이 상기 리세스 내로 연장한다.

본 발명을 실시하기 위해 가요성 고정 스트랩이 사용되면, 상기 고정 스트랩은 하우징을 직접적인 접촉에 의해서도 조일 수 있다. 고정 스트랩의 가요성으로 인해, 조인트 유닛의 특성이 많이 저하되지 않는다. 물론, 하우징을 적어도 부분적으로 접촉 없이 조이고, 조인트 부품들이 서로 분리되려고 할 때야 비로소 그 기능을 하는 고정 스트랩을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 고정 스트랩에 의해 고정 장치는 매우 간단히 형성될 수 있고 따라서 본 발명에 따른 조인트 유닛에 대한 개장 부품 세트로서 저렴하게 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 하우징은, 정상 작동 시에 관련 안전 루프에 제공된 리세스 내로 접촉 없이 삽입되는 하나 이상의 고정 핀을 가질 수 있다. 조인트 유닛이 정상 작동 동안 자동차의 휠 서스펜션의 손상 없이 그 기능을 수행할 수 있어야 하기 때문에, 고정 핀과 안전 루프 사이에 무접촉 부품 쌍이 필요하다.

고정 장치의 매우 간단한 기계식 실시예는 고정 장치가 2개 이상의 안전 루프를 포함하는 것이다. 상기 안전 루프는 조인트 유닛의 하우징을 적어도 부분적으로 조이므로, 마모로 인한, 핀으로부터 하우징의 분리 시에, 고정 장치는 서로 분리되는 부품들을 비상 작동 위치에 고정시킬 수 있다.

자동차에 있는 본 발명에 따른 조인트 유닛의 기능이 제한 없이 보장되도록 하기 위해, 정상 작동 시에 고정 장치는 하우징의 적어도 일부를 접촉 없이 조일 수 있어야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 고정 장치와 조인트 유닛의 하우징 사이에 접촉이 없거나 또는 단지 미미한 접촉만이 나타나서, 휠 서스펜션의 서로 상대 이동 가능한 부품들의 운동 자유도가 저하되지 않는 것이 바람직하다. 여기서, "정상 작동" 은 조인트 유닛이 그 사용 목적에 따라 고장 없이 작동하는 것을 의미한다.

따라서, 전체적으로 자동차 내의 휠 서스펜션의 타이 로드의 조인트 유닛용 여분의 안전 시스템이 제공될 수 있다. 상기 시스템은, 정상 상태 및 자동차의 사용 조건 하에서 완전한 고장이 배제될 정도로 조인트 유닛의 안전성이 높게 설계되기 때문에, 여분의 것이다. 본 발명에 따라, 조인트 유닛의 기능이 저하되지 않기 때문에, 공지된 조인트 유닛의 사용을 허용하는, 매우 간단한, 바람직하게는 기계식의 안전 시스템이 제공된다. 따라서, 고정 장치를 가진 공지된 조인트 유닛의 개장이 가능하므로, 자동차 안전성의 추가 상승이 가능하다.

본 발명의 개선예에서는 안전 루프가 하우징을 클로 형태로 그리고 정상 작동시 무접촉으로 조인다. 상기 변형예는 주목할만한 중량 장점을 제공한다.

또한, 고정 장치가 조인트 유닛의 접속 플랜지에 직접 고정되거나 또는 상기 접속 플랜지에 성형되면, 즉 상기 접속 플랜지와 일체로 형성되면 바람직한 것으로 나타났다. 따라서, 많은 추가 비용 없이, 공지된 조인트 유닛에 추후에 본 발명에 따른 고정 장치를 설치할 수 있다. 이는 특히 고정 장치가 접속 플랜지에 장착되는 경우에 가능하다. 다른 경우에는 접속 플랜지 전체가 교체되어야 할 것이다.

또한, 고정 스트랩이 내부 조인트 부품을 오염물로부터 보호하는, 하우징과 핀 사이에 배치된 밀봉 벨로우즈의 구성 부분인 것이 특히 바람직하다. 따라서, 고정 스트랩은 간단히 밀봉 벨로우즈의 일체형 구성 부분이거나 또는 추후에 상기 밀봉 벨로우즈와 연결될 수 있다. 고정 장치의 기능을 보장하기 위해, 밀봉 벨로우즈의 구성 부분으로서 또는 상기 밀봉 벨로우즈에 추가해서 고정 스트랩을 실시하는 경우, 특히 밀봉 벨로우즈 에지 영역이 하우징에 또는 핀에 고정되어야 한다. 그 이유는 본 발명에 따른 기능의 충족이 실질적으로 상기 고정면에 의존하기 때문이다.

공지된 방식으로, 본 발명에 따른 조인트 유닛의 핀이 접속 플랜지에 고정되거나 또는 상기 접속 플랜지와 일체로 형성될 수 있고, 또한 구면 베어링 면은 핀에 장착된 또는 상기 핀에 형성된 조인트 볼의 구성 부분일 수 있다.

본 발명에 따른 해결책에 있어서, 하우징 내로 삽입된 베어링 셸 내에 수용되는 조인트 볼이 사용될 수 있는 가능성이 있다. 따라서, 여기에 설명된 본 발명에 따른 조인트 유닛의 특별한 용도는 조인트 유닛이 자동차, 특히 상용차의 휠 서스펜션의 삼각형 타이 로드의 중앙 조인트를 형성하고 따라서 하우징은 삼각형 타이 로드의 암과 연결되는 것이다.

본 발명에 따른 조인트 유닛의 바람직한 실시예는 하기에서 도면을 참고로 상세히 설명된다.

도 1은 상용차의 삼각형 타이 로드 중앙 조인트의 예에서 본 발명에 따른 조인트 유닛의 제 1 실시예를 나타낸 부분 단면도.

도 2는 도 1에 따른 삼각형 타이 로드 중앙 조인트의 사시도.

도 3은 상용차의 삼각형 타이 로드용 중앙 조인트의 예에서 본 발명에 따른 조인트 유닛의 제 2 실시예를 나타낸 사시도.

도 4는 상용차의 삼각형 타이 로드 중앙 조인트에 의해 도시된 본 발명에 따른 조인트 유닛의 제 3 실시예를 나타낸 사시도.

도 5는 상용차용 삼각형 타이 로드 중앙 조인트의 예에서 고정 장치를 가진 본 발명에 따른 조인트 유닛의 제 4 실시예를 나타낸 사시도.

부분적인 단면도로 개략적으로 도시된, 본 발명에 따른 조인트 유닛의 도 1에 도시된 실시예로 본 발명에 따른 특징들이 설명되지만, 이 도면 또는 다른 도면이 구체적으로 도시된 대상으로의 제한을 의미하지는 않는다. 개별 도면에서, 동일한 부품 또는 서브 어셈블리에는 동일한 도면 부호가 사용된다.

도 1의 조인트 유닛은 하우징(1)을 포함한다. 상기 하우징(1)은 핀형 접속부를 가지며, 상기 접속부에는 상용차용 삼각형 타이 로드의 타이 로드 쌍(7, 8)의 단 하나의 타이 로드 암(8)이 나타난다. 하우징(1)은 여기서 일 측면이 개방된 실시예로서 형성된다. 하우징은 베어링 셸(6)이 삽입된 내부 공동부를 갖는다. 베어링 셸은 조인트 유닛 내부에서 진동을 감쇠시키고 동시에 미끄럼 특성을 가진 베어링 기능을 한다. 베어링 셸(6)은 조인트 내부를 향해 볼 때 조인트 볼(3.1)의 구면 베어링 면(3)을 수용한다. 조인트 볼(3.1)은 핀(2) 상에 나사 결합(10)을 이용한 조립에 의해 고정된다. 베어링 셸(6)이 하우징(1)의 개구로부터 축방향으로 움직이는 것을 막기 위해, 안전 링(11)이 사용된다.

하우징(1)은 외측에 고정 핀(1.1)을 가지며, 상기 고정 핀(1.1)은 하우징 상부면으로부터 돌출하도록 형성된다. 상기 고정 핀(1)의 돌출 부분은 접촉 없이 안전 루프(4.1)의 리세스(4.1.1)를 통과한다. 안전 루프(4.1)는 여기에 도시된, 본 발명에 따른 조인트 유닛의 실시예에서 고정 장치(4)를 형성한다. 안전 루프(4.1)는 접속 플랜지(5)와 함께 상용차의 축 상에 조인트 유닛의 조립 동안 나사 결합에 의해 고정된다.

도 1에 도시된 조인트 유닛의 내부 조인트 부품을 오염물로부터 밀봉하기 위해, 밀봉 벨로우즈(9)가 사용된다. 상기 밀봉 벨로우즈는 하우징(1)과 핀(2)에 조인트 유닛을 밀봉 방식으로 고정하는 2개의 고정부(9.1, 9.2)를 갖는다.

도시된 조인트 유닛의 정상 동작 동안, 고정 핀(1.1)과 안전 루프(4.1) 사이에 접촉이 이루어지지 않는다. 이를 위해, 안전 루프(4.1) 내의 긴 홀 형태의 리 세스(4.1.1)가 (도 2에 더 잘 나타남) 충분한 치수를 갖는다. 핀(2)으로부터 하우징(1)이 분리되는 경우, 이는 베어링 중심축의 방향으로 하우징(1)의 축방향 운동을 일으키므로, 고정 핀(1.1)은 안전 루프(4.1)의 상부 스트랩형 영역의 방향으로 움직일 수 있을 것이다. 하우징은 핀(2)에 대해 축방향으로, 고정 핀(1.1)이 그 기능을 하고 안전 루프(4.1)에 접촉할 때까지, 움직일 수 있다. 차량 운전자는 휠 서스펜션의 이러한 장애를 무조건 알아챌 수 있으므로, 필요한 부품의 교체를 위해, 차량은 이로 인해 보장되는 비상 작동으로 서비스 장소까지 갈 수 있다.

도 2에는 도 1에 도시된 조인트 유닛이 사시도로 도시된다. 도시된 타이 로드 암들(8, 7)은 상용차용 삼각형 타이 로드의 구성 부분이다. 또한, 하우징(1)에 형성된 고정 핀(1.1)이 타이 로드 암(7, 8)에 마주 놓인 측면에 나타난다. 상기 고정 핀(1.1)은 여기서 안전 루프(4.1)로서 형성되는 고정 장치(4)의 리세스(4.1.1)를 통과한다. 안전 루프(4.1)는 전술한 방식으로 접속 플랜지(5)와 함께 상용차의 뒤차축의 축 빔 상에 고정된다.

도 2에는 하우징(1)과 핀(2) 사이에 배치되어, 내부 조인트 부품을 침투하는 오염물로부터 보호하는 밀봉 벨로우즈(9)의 외부면이 나타난다. 밀봉 벨로우즈(9)는 그 고정부(9.1, 9.2)에 의해 조인트 유닛(1)의 상기 부분에 밀봉 방식으로 지지된다.

도 3은 상기 실시예와는 달리, 접속 플랜지(5)에 서로 마주 놓이게 고정된 2개의 고정 장치를 가진 조인트 유닛(1)의 변형예를 도시한다. 상기 고정 장치는 여기서 각각 하나의 안전 루프(4.1, 4.2)로 이루어진다. 안전 루프(4.1)는 긴 홀 형태의 리세스(4.1.1)를 갖는 한편, 안전 루프(4.2)에는 이러한 리세스(4.2.1)가 있다. 고정 핀들(1.1, 1.2)은 상기 리세스(4.1.1) 및 (4.2.1)를 각각 통과한다. 하우징(1)에 고정된 고정 핀(1.1, 1.2)은, 정상 작동, 즉 도시된 조인트 유닛의 확실한 기능이 보장되면, 고정 핀 및 안전 루프(4.1, 4.2) 사이의 접촉 없이, 상기 리세스 내부에서 자유로이 움직일 수 있다. 전술한 실시예에서와 같이, 도 3에 도시된 중앙 조인트는 고정부(9.1, 9.2)를 가진 밀봉 벨로우즈를 갖는다. 안전 루프(4.1, 4.2)는 이 변형예에서도 접속 플랜지(5)와 함께 고정된다.

본 발명에 따른 조인트 유닛(1)의 다른 실시예는 도 4에 도시되어 있다. 전술한 조인트 유닛의 변형예와는 달리, 여기서 안전 루프들(4.1, 4.2)은 활형으로 형성되고 넓은 평면에서 하우징(1)의 부분인 관련 고정 핀(1.1, 1.2)을 조인다. 대략 중심에서 안전 루프들(4.1, 4.2)은, 핀(2)으로부터 하우징(1)의 분리시 고정 핀(1.1, 1.2)이 규정된 위치에서 안전 루프(4.1, 4.2)와 접촉할 수 있어서, 본 발명에 따른 조인트 유닛의 비상 작동이 보장되는 구조를 갖는다. 안전 루프(4.1, 4.2)의 고정은 전술한 바와 같이 상용차 차축 상에 접속 플랜지(5)의 고정을 통해 이루어진다.

도 5에 나타난 조인트 유닛의 사시도는 하우징(1)이 핀(2)으로부터 분리되는 경우 간단한 방식으로 비상 작동을 보장한다. 이 경우, 하우징에 고정 핀이 제공되지 않았다. 오히려, 고정 장치(4)는, 조인트 유닛이 그 기능을 하면 하우징(1)의 상부면의 일부를 접촉 없이 조이는, 서로 마주 놓인 2개의 안전 루프들(4.1, 4.2)로 이루어진다. 안전 루프(4.1, 4.2)의 단부는 베어링 중심축의 축방향으로 볼 때 하우징(1)의 상부면과의 간격을 갖는다. 핀(2)으로부터 하우징의 분리시에, 하우징(1)의 상부면과 클로형으로 형성된 안전 루프(4.1, 4.2)의 단부 영역 사이의 접촉이 이루어진다. 이러한 클로형으로 형성된 단부 영역의 미끄러짐을 방지하기 위해, 도시된 실시예에서는 각각 하나의 관련 비드형 융기부(12, 13)가 하우징(1)의 상부면에 제공된다. 물론, 상기 비드형 융기부(12, 13)가 반드시 필요하지는 않지만, 도시된 실시예의 경우 바람직한 것으로 나타났다.

Claims

자동차 휠 서스펜션 상의 타이 로드용 조인트 유닛으로서, 하우징(1), 및 상기 하우징 내에 구면 베어링 면(3)에 의해 미끄럼 방식으로 지지된 핀(2)을 포함하고, 또한 정상 작동 시에 상기 하우징(1)의 일부를 접촉 없이 조이는 핀(2)으로부터 상기 하우징(1)의 완전한 분리를 방지하기 위한 고정 장치(4)를 포함하는, 조인트 유닛에 있어서, 상기 고정 장치(4)는 리세스(4.1.1, 4.2.1)를 가진 하나 이상의 가요성 고정 스트랩 또는 하나 이상의 안전 루프(4.1, 4.2) 또는 2개 이상의 안전 루프(4.1, 4.2)를 포함하고, 정상 작동에서 상기 하우징의 고정 핀(1.1, 1.2)이 접촉 없이 상기 리세스 내로 연장하는 것을 특징으로 하는 조인트 유닛.
제 1항에 있어서, 상기 안전 루프(4.1, 4.2)는 상기 하우징(1)을 클로 형태로 그리고 정상 작동 시에 접촉 없이 조이는 것을 특징으로 하는 조인트 유닛.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 고정 장치(4)는 상기 조인트 유닛의 접속 플랜지(5)에 고정되거나 또는 상기 접속 플랜지(5)에 성형되는 것을 특징으로 하는 조인트 유닛.
제 1항에 있어서, 상기 고정 스트랩은 내부 조인트 부품을 오염물로부터 보호하는, 상기 하우징(1)과 상기 핀(2) 사이에 배치된 밀봉 벨로우즈(9)의 구성 부 분인 것을 특징으로 하는 조인트 유닛.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 핀은 상기 접속 플랜지(5)에 고정되거나 또는 상기 접속 플랜지에 형성되고, 구면 베어링 면(3)은 상기 핀(2)상에 장착되거나 또는 상기 핀에 형성된 조인트 볼(3.1)의 구성 부분인 것을 특징으로 하는 조인트 유닛.
제 5항에 있어서, 상기 조인트 볼(3.1)이 상기 하우징(1) 내로 삽입된 베어링 셸(6) 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 조인트 유닛.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조인트 유닛이 자동차, 특히 상용차의 휠 서스펜션의 삼각형 타이 로드의 중앙 조인트를 형성하고, 상기 하우징(1)은 타이 로드 암(7, 8)과 연결되는 것을 특징으로 하는 조인트 유닛.