KR20100129224A

KR20100129224A - 브레이크 액추에이터를 형성하는 장치와 방법

Info

Publication number: KR20100129224A
Application number: KR1020100050173A
Authority: KR
Inventors: 하이드 오스터 웨인
Original assignee: 인디언 헤드 인더스트리즈, 인코포레이티드
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2010-12-08
Also published as: JP2011036993A; US20100299906A1

Abstract

브레이크 액추에이터를 형성하기 위한 장치는 플랜지 케이스에 관하여 축방향으로 이동 가능한 푸시 로드에 외접하는 주연 홈을 형성하는 플랜지 케이스를 포함하며, 푸시 로드는 밀봉체와 접촉하는 푸시 로드 가이드 부싱의 지지면 상에 푸시 로드 가이드 부싱을 제공한다. 장치의 자동 조작기는 플랜지 케이스에 대해 다중 축 방향들로 이동한다. 자동 조작기의 터킹 툴은 밀봉체를 보유한다. 툴은 서로 이동할 수 있는 적어도 두 개의 부재를 포함한다. 제 1 부재는 터킹 툴의 축 둘레에서 회전하고, 플랜지 케이스의 주연 홈 안으로 밀봉체를 밀어넣기 위한 터킹 면을 제공한다. 제 2 부재는 밀봉체를 주연 홈 안으로 점진적으로 주입하며 밀봉체를 주연 홈의 후방 벽 안으로 밀어붙인다.

Description

브레이크 액추에이터를 형성하는 장치와 방법{APPARATUS AND METHOD OF FORMING THE BRAKE ACTUATOR}

본 발명은, 차량 제동 장치를 위한 개선된 다이아프램형 공압식 브레이크 액추에이터(diaphragm-type pneumatic brake actuator)에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 브레이크 액추에이터의 플랜지 케이스(flange case) 안에 밀봉체(seal)를 설치하는 방법에 관한 것이다.

공압 브레이크 액추에이터는 상당한 제동력에 신속히 응답하는 제동 장치를 필요로 하는 트럭, 버스 및 트레일러를 포함하는 큰 총 차량 중량을 갖는 상용 차량의 공압 제동 장치의 일부를 형성한다. 통상적인 다이아프램형 공압 제동 액추에이터는 대향된 림 또는 플랜지 부분을 포함하는 컵형 하우징 부재를 갖는 하우징과, 중앙 부분을 포함하는, 이완 상태에서 컵 형상인 가요성 다이아프램과, 중앙 부분을 둘러싸는 실질적 원추형 측벽과, 하우징 부재의 림 부분들 사이에서 연장하는 실질적 방사상 림 부분을 포함한다. 브레이크 액추에이터는 피스톤을 더 포함하며, 이 피스톤은 접촉면을 가지고, 이 접촉면은 다이아프램의 중앙 부분과 결합하며, 제 1 위치로부터 다이아프램의 대향 측벽들 상의 공압 변화에 응답하여 다이아프램의 중앙 및 측벽 부분들과 함께 왕복한다. 응답시, 다이아프램은 차량 제동 장치를 작동시키기 위해 제 2 반전 위치로 컵 형상으로 연장된다. 브레이크 액추에이터는 브레이크 액추에이터를 작동시키기 위해 차량의 공압 제동 장치에 공압 라인에 의해 연결된다. 피스톤은 차량 브레이크를 작동시키기 위해 차량의 제동 장치에 작동식으로 연결된다.

브레이크 액추에이터 장치는 비상 또는 스프링 챔버를 포함하며, 이 비상 또는 스프링 챔버는 차량의 공압이 사전결정된 최소치 미만으로 떨어지거나 차량 운전자에 의해 주차 브레이크가 작동되는 경우 차량의 제동 장치를 작동시킨다. 스프링 브레이크 챔버에서, 파워 스프링은 단부벽과 피스톤 사이에서 하우징 내에 위치된다. 차량의 정상 동작 동안, 차량으로부터의 공압은 파워스프링 및 피스톤에 대향한 컵형 다이아프램의 측면 상에서 파워스프링 챔버 내에 수용되어 일반적으로 파워 스프링을 압축시킨다. 스프링 챔버 내의 공압이 사전결정된 최소치 미만으로 떨어지면, 파워스프링은 확장되고 차량의 제동 장치를 작동시킨다.

스프링 및 서비스 챔버는, 예로서, 본 출원인의 양수인에게 양도된 미국 특허 제 5,311,809호에 개시된 바와 같은 "피기백(piggyback)" 조립체에 조합될 수 있다. 이 디자인에서, 조립체는 중앙 실질적 H-형 플랜지 케이스를 포함하고, 플랜지 케이스의 대향 단부들은 컵형 하우징 부재에 의해 둘러싸여져서 플랜지 케이스의 일 측면 상에 서비스 챔버를 형성하고, 플랜지 케이스의 대향 면 상에 파워 스프링 챔버를 형성한다. 플랜지 케이스의 웨브 부분 내의 중앙 개구는 푸시 로드를 수용하며, 이 푸시 로드는 피스톤과 파워 스프링에 대향한 서비스 챔버 내의 다이아프램의 중앙 부분에 대해 편의된 헤드 부분을 구비하며, 그래서, 푸시 로드는 스프링 챔버 내의 압력이 사전결정된 최소 압력 미만으로 떨어질 때 차량 제동 장치를 작동시키도록 서비스 챔버 내의 피스톤에 대항하여 구동된다.

현재, 밀봉체는 수동으로 설치된다. 밀봉체의 수동 설치는 인적 오류 가능성이 높다. 이들 문제점을 해결하기 위해, 수동 설치의 필요성을 제거하기 위해 자동 장치를 사용하여 이 유형의 밀봉체 및 O-링을 설치하기 위해 펜실바니아주 에리에 소재의 회사인 오토메이티드 인더스트리얼 어패라투스(Automated Industrial Apparatus)에 의해 제조된 장치가 사용되었다. 실행을 위해, 이들 장치는 밀봉체를 밀봉체 홈과 동일한 평면상에서 보유하고 밀봉체를 펀늘을 통해 밀어넣음으로써 밀봉체의 외경을 수축시킨다. 이 방법은 밀봉체가 설치되는 홈과 밀봉체 사이의 완벽한 "시트 접촉(seat contact)"의 형성에 부정적인 영향을 미치고, 밀봉체와 밀봉체 홈 사이에 공극을 초래하여 유체, 윤활제 등의 누설 기회를 생성할 수 있다.

따라서, 밀봉체 설치 장치 및 방법을 개선하는 것에 대한 오랜 필요성이 있었다. 이들 및 다른 문제점은 후술된 개선된 방법 및 장치에 의해 해결된다.

본 발명의 장치는 브레이크 액추에이터(미도시)의 실질적 H-형 플랜지 케이스 내에 밀봉체를 설치한다. 플랜지 케이스는 중앙 웨브 부분, 외부벽 및 방사상 연장 플랜지를 포함한다. 브레이크 액추에이터의 커버 또는 헤드 부분은 단부벽, 측벽 및 플랜지 또는 스커트 부분을 포함한다. 커버와 플랜지 케이스 사이에 가요성 다이아프램이 연장하여 다이아프램의 대향 면들 상에 하부 공압 챔버 및 상부 공압 챔버를 형성한다. 플랜지 케이스는 역시 웨브 부분 내에 형성된 주연 홈 안으로 연장하는 웨브 부분에 개구를 형성한다. 주연 홈의 직경은 개구의 직경 보다 크고, 주연 홈 및 개구 양자 모두는 서로 동축으로 정렬된다. 주연 홈과 개구는 플랜지 케이스에 관해 축방향으로 이동할 수 있는 푸시 로드(미도시)에 외접한다.

자동 장치는 웨브 부분에 형성된 개구를 통해 밀봉체를 주연 홈 내에 설치한다. 본 기술 분야의 숙련자들은 자동 장치는 밀봉체, O-링 등의 설치를 필요로하는 임의의 용례에 사용될 수 있으며, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니라는 것을 이해할 것이다. 자동 장치는 다중 축방향 이동에 대해 적응할 수 있는 아암을 제공한다. 아암의 말단 부분은 말단 부분을 통해 말단 단부로 연장하는 샤프트를 포함한다.

밀봉체 보유 요소 또는 가이드가 말단 단부와 협력작용할 수 있다. 밀봉체 편향기가 밀봉체 보유 가이드에 연결된다. 플런저는 중앙 핀 및 후술될 다른 밀봉체 결합 요소를 포함한다. 플런저는 밀봉체 보유 가이드 내측에 위치되며, 밀봉체 보유 가이드에 대해 이동할 수 있다. 밀봉체 설치의 초기 단계에서, 밀봉체는 밀봉체 보유 가이드 안으로 상향 추진되는 위치에 배치된다. 밀봉체는 레버 및 공압 실린더에 의해 추진된다. 밀봉체가 상향 이동할 때, 밀봉체는 각진 부분을 갖는 밀봉체 편향기를 통과하며, 이는 밀봉체의 상부 부분을 중앙 핀을 향해 민다. 밀봉체 결합면 또는 맨드릴 표면을 제공하는 맨드릴이 개구 내에 밀봉체를 포획하기 위해 중앙 웨브 부분에 접하도록 배치된다.

상술한 바에 대해 언급하면, 밀봉체 보유 가이드는 밀봉체를 주연 홈 안으로 삽입하기 위해 개구를 향해 하강된다. 밀봉체의 상부 부분은 중앙 핀의 후방 부분에 의해 편의되고, 밀봉체의 하부 부분은 맨드릴에 의해 편의되어 밀봉체가 접혀지게 한다. 밀봉체가 접혀지면, 하부 부분은 상부 부분에 실질적 수직으로 연장하고, 그에 의해, 밀봉체가 그 자체 위로 접혀질 때 주연 홈의 후방 측면으로 연장한다.

밀봉체가 주연 홈 안으로 구동될 때, 중앙 핀은 밀봉체가 그 자체 위로 접혀지게 한다. 밀봉체 가이드는 중앙 핀에 대해 수축되어 플런저가 플랜지 케이스에 진입할 수 있게 한다. 플런저는 중앙 핀이 밀봉체를 벗어나 밀봉체의 상부 부분이 플런저에 대해 대체로 수직인 위치로 튕겨질 수 있게 하는 지점으로 상승된다. 그후, 플런저는 밀봉체의 중앙부에 핀을 삽입하기 위해 밀봉체 결합 위치로 이동한다.

상술한 바에 대해 언급하면, 플런저는 편심 와이퍼 또는 터킹(tucking) 부분으로 연장하는 목부를 포함한다. 목부는 주연 벽을 포함한다. 주연 벽은 편심 와이퍼의 직경 보다 작은 직경을 제공한다. 편심 와이퍼의 저부면은 밀봉체가 주연 홈 안으로 플런저에 의해 밀어넣어질 때 밀봉체의 상부 부분을 수용 및 보유하기 위해 내부에 형성되어 있는 포켓 부분을 제공한다. 상술한 중앙 핀은 저부면의 중앙에 위치된다. 포켓 부분은 주연 홈의 상부 에지를 통과하도록 밀봉체의 상부 립을 안내하게 설계된다. 그후, 플런저는 밀봉체의 잔여 부분을 주연 홈 안으로 구동하도록 하강된다. 그후, 밀봉체는 그 전체가 주연 홈 내에 배치된다.

주연 홈 내에 적절히 배치되지 않은 밀봉체에 의해 초래될 수 있는 밀봉체의 변형 및 임의의 잠재적 누설을 방지하기 위해, 적절한 "밀봉체 대 홈" 또는 "시트 접촉"이 형성되어 주연 홈과 밀봉체 사이에 어떠한 공극 부분도 형성되지 않는 것을 보증하는 것이 중요하다. 플런저는 축 둘레에서 회전하여 밀봉체를 주연 홈의 원위 부분(distal portion)으로 밀어넣도록 하는 위치에 배치된다. 그후, 플런저는 편심 와이퍼의 에지가 밀봉체의 상부 립과 주연 홈의 상부 에지 사이에 있도록 연장하게 충분히 상향 이동된다. 그후, 플런저는 밀봉체를 맨드릴 표면을 향해 밀도록 회전된다. 이제 밀봉체는 웨브 부분의 주연 홈 내에 적절히 배치되고, 플런저는 상향 이동된다.

밀봉체 설치 장치는 자동 장치와 협력동작할 수 있다. 밀봉체 설치 장치의 한 쌍의 요소가 각각의 축 둘레에서 자동 장치에 대해 이동할 수 있다. 밀봉체를 보유 가이드로 삽입하기 위해 자동 장치에 인접하게 밀봉체 설치 장치가 이동될 때 요소들 사이에 밀봉체를 보유하도록 제 2 요소를 따라 제 1 요소가 미끄러진다. 이 요소들 중 하나는 말단 단부를 갖는 제 1 활주체에 의해 형성된다. 말단 단부들 중 하나는 립 부분으로 연장하고, 다른 말단 단부는 각각의 축 중 하나를 제공한다. 지지 타워는 제 1 활주체의 축을 수용하기 위한 비평면 구조의 홈을 형성하는 판을 제공하고, 그에 의해, 제 1 활주체가 자동 장치에 대해 이동할 때 제 1 활주체가 홈을 따라 이동할 수 있게 한다. 제 2 활주체는 각각의 축 중 나머지 축 둘레에서 회전하며, 립 부분과 제 2 활주체 사이의 거리를 제한하여 제 1 및 제 2 활주체 사이에 밀봉체를 포획하도록 립 부분으로, 그리고, 립 부분으로부터 멀어지는 방향으로 제 1 활주체를 따라 이동한다. 레버는 제 1 및 제 2 활주체 사이에 밀봉체가 포획된 상태로 제 1 및 제 2 활주체가 밀봉체 삽입 위치로 이동할 때 밀봉체를 가이드에 삽입하도록 제 1 및 제 2 활주체와 협력 동작할 수 있다.

본 발명의 장점은 플랜지 케이스 내에 형성된 밀봉체 홈 내에 밀봉체를 설치하는 개선된 방법 및 장치를 제공하여 수동 설치의 필요성을 제거하는 것이다.

본 발명의 다른 장점은 비용 효율적이지 못한, 그리고, 인적 오류의 가능성을 제거하는 밀봉체 홈 내에 밀봉체를 설치하기 위한 개선된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 장점은 밀봉체가 설치되는 홈과 밀봉체 사이의 완전한 "시트 접촉"을 형성하여 유체 누설 문제를 제거하는, 밀봉체를 밀봉체 홈 내에 설치하기 위한 개선된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

하기의 양호한 실시예에 대한 설명, 첨부된 청구범위 및 이하에 그 간단한 설명이 제공되는 도면으로부터 본 발명의 다른 장점들 및 유익한 특징들을 더 완전히 이해할 수 있을 것이다.

첨부 도면과 연계하여 고려할 때 하기의 상세한 설명을 참조로 본 발명의 다른 장점들을 더욱 양호하게 이해할 수 있기 때문에, 본 발명의 다른 장점들을 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은, 밀봉체가 밀봉체 설치 장치에 의해 터킹 툴의 밀봉체 가이드 안으로 상향 추진되는 위치에 있는, 브레이크 액추에이터의 플랜지 케이스 내에 밀봉체를 설치하기 위한 본 발명의 터킹 툴의 부분도를 예시하는 도면.
도 2는, 밀봉체가 플랜지 케이스 안으로 삽입되기 이전의, 그 이동 위치에서 밀봉체가 가상선으로 도시되어 있는, 밀봉체 설치 장치를 예시하는 도면.
도 3은, 밀봉체가 터킹 툴 안으로 삽입되어 있는, 밀봉체 삽입 위치에서 밀봉체 설치 장치를 예시하는 도면.
도 4는, 밀봉체가 밀봉체 가이드 내측에 있고, 밀봉체 홈을 형성하는 플랜지 케이스 안으로 삽입되도록 배향되어 있는, 터킹 툴의 부분도를 예시하는 도면.
도 5는, 밀봉체 홈의 주연 벽으로 밀봉체가 구동되고, 터킹 툴의 중앙 핀이 밀봉체를 그 자체 위로 절첩되도록 밀고 있는, 본 발명의 터킹 툴의 또 다른 분해도를 예시하는 도면.
도 6은, 도 5의 확대 부분도를 예시하는 도면.
도 7은, 플런저의 확대 부분도를 예시하는 도면.
도 8은, 플런저의 와이퍼 부분이 밀봉체 둘레로 회전하여 밀봉체를 밀봉체 홈의 저부 내에 배치하는, "밀봉체 대 홈" 접촉이 형성되기 이전의, 밀봉체 홈 내에 배치된 밀봉체와 웨브 부분의 부분도를 예시하는 도면.
도 9는, 터킹 툴이 그 터킹 모드로부터 후퇴되기 이전의, 밀봉체가 이미 밀봉체 홈 내에 설치되어 있고 밀봉체 홈의 저부로 밀봉체를 배치하기 위해 플런저의 와이퍼 부분이 밀봉체 둘레에서 회전하고 있는, 터킹 툴의 또 다른 부분도를 예시하는 도면.
도 10은, 다양한 회전 모드에서 도 9에 도시된 바와 같은 본 발명의 터킹 툴의 단면도를 예시하는 도면.
도 11은, 여러 위치에서 밀봉체 설치 툴의 밀봉체 결합 부재의 개략도를 예시하는 도면.

유사 참조 번호가 유사 또는 대응 부분들을 지시하고 있는 도면을 참조하면, 본 발명의 장치는 전체가 10으로 도시되어 있다. 장치(10)는 전체가 14로 도시되어 있는, 브레이크 액추에이터(미도시)의 실질적 H-형 플랜지 케이스 내에 밀봉체(12)를 설치한다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련자들은 밀봉체를 필요로 하는 다른 케이스 구조도 본 발명자들에 의해 고려되었다는 것을 이해하여야 한다. 플랜지 케이스(14)는 중앙 웨브 부분(16), 외부벽 또는 주연 벽(18) 및 방사상 연장 플랜지(20, 22)를 포함한다. 또한, 브레이크 액추에이터는 브레이크를 작동시키기 위해 필요한 다른 구성요소(미도시)를 포함한다. 브레이크 액추에이터의 커버 또는 헤드 부분은 단부벽, 측벽 및 플랜지 또는 스커트 부분을 포함한다. 가요성 다이아프램은 플랜지 케이스와 커버 사이에서 연장하여 다이아프램의 대향 측부들 상에 하부 공압 챔버 및 상부 공압 챔버를 형성한다.

플랜지 케이스(14)는 웨브 부분(16) 내에 개구 또는 개방구(24)를 형성하고, 웨브 부분은 역시 웨브 부분(16) 내에 형성되어 있는 주연 홈(26) 안으로 연장하는 주연 벽(25)을 갖는다. 주연 홈(26)의 직경은 주연 벽(25) 및 개구(24)의 직경 보다 크다. 주연 홈(26) 및 개구(24) 양자 모두는 동축으로 정렬된다. 주연 홈(26) 및 개구(24)는 플랜지 케이스(14)에 관하여 축방향으로 이동할 수 있는 푸시 로드(미도시)에 외접한다. 홈(26)은 브레이크 액추에이터의 공압 챔버를 밀봉하도록 공지된 방식으로 밀봉체(12)를 보유한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 전체가 30으로 표시되어 있는 자동 장치는 웨브 부분(16) 내에 형성된 개구(24)를 통해 주연 홈(26) 안으로 밀봉체(12)를 설치한다. 본 기술 분야의 숙련자들은 자동 장치(30)가 밀봉체, O-링 등의 설치를 필요로하는 임의의 용례에 사용될 수 있으며, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니라는 것을 이해할 것이다. 자동 장치(30)는 다중 축방향 이동을 위해 적응할 수 있는 아암(32)을 제공한다. 아암(32)은 공압에 의해 수직 방향으로 작동한다. 그러나, 아암(32)은 또한 필요에 따라 유압 또는 서보 모터에 의해 작동될 수도 있다.

아암(32)의 말단 부분(34)은 아암(32)에 의해 수직 방향으로 작동되는 샤프트(36)(도 5)를 보유한다. 터킹 툴(40)은 밀봉체(12)를 보유하기 위한 밀봉체 보유 부재(제 1 부재) 또는 가이드(43)로부터 형성되고, 샤프트(36)의 하부 말단 단부인 말단 단부(제 2 부재)(38)와 협력동작할 수 있다. 터킹 툴(40)의 제 2 부재(38)는 후술될 다른 밀봉체 결합 요소 및 중앙 핀(44)을 포함하는 원위면(45)을 갖는다. 제 2 부재(38)는 플런저로서 작용하며, 이하에서 더 명확해질 바와 같이 밀봉체(12)를 개구(24) 안으로 삽입하기 위해 가이드(43)를 통해 삽통식으로 연장한다. 밀봉체 설치의 초기 단계에서, 밀봉체(12)는 밀봉체 보유 가이드(40) 안으로 상향 추진되는 위치에 배치된다. 밀봉체(12)는 도 1 내지 도 3에 전체가 41로 도시되어 있는 밀봉체 설치 장치에 의해 추진된다. 밀봉체 설치 장치(41)와 그 기능적 및 기계적 양태들은 이하에 추가로 더 상세히 설명될 것이다. 자동 장치(30)는 보유 가이드(40)를 회전시키기 위해 적어도 두 개의 기어(35, 37)와 기어(35, 37)를 각각 둘러싸는 벨트(39, 43)를 제공하는 말단 부분(34)과 협력 동작한다. 기어(35)는 자동 장치(30)로부터 연장하는 주 샤프트(미도시)에 의해 회전된다. 도 5에 예시된 바와 같은 기어(35, 37) 및 벨트(39, 43)의 유형, 구조, 레이아웃 및 배열은 예시의 목적으로 도시된 것이며, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니다. 기계 분야의 숙련자들은 보유 가이드(40)를 회전시키기 위해 본 발명에 다른 기계적 장치들이 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 밀봉체 결합면 또는 맨드릴 표면(54)을 제공하는 맨드릴(52)이 중앙 웨브 부분(16)에 접하도록 배치되어 터킹 툴(40)로부터의 웨브 부분(16)의 대향 면 상에서 웨브 부분(16) 내에 형성된 개구(24)를 덮는다. 설치 동안, 밀봉체 보유 가이드(40)는 주연 홈(26) 안으로 밀봉체(12)를 삽입하기 위해 개구(24)를 향해 하강된다.

밀봉체가 설치 준비가 되면, 밀봉체(12)의 상부 부분은 제 2 부재(38)의 원위면(45) 내의 포켓(50)에 의해 수용되고, 밀봉체(12)의 하부 부분은 맨드릴 표면(54)을 향해 편의된다. 밀봉체(12)는 중앙 핀(44)에 의해 뒤틀린 구조로 제 1 부재 또는 밀봉체 홀더(43) 내에 보유된다. 도 5 및 도 6으로부터 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 뒤틀린 밀봉체(12)는 개구(24) 안으로 끼워지며, 이 개구(24)는 밀봉체(12)의 뒤틀린 구조로 인해 밀봉체(12)의 외경보다 좁은 내경을 갖는다. 설치시, 밀봉체(12)의 하부 부분은 주연 홈(26)의 후방 측부로 맨드릴 표면(54)에 의해 편향될 때 상부 부분(48)에 대체로 수직으로 접혀진다. 따라서, 밀봉체(12)는 중앙 핀(44)이 밀봉체(12)를 그 자체 위로 접혀지게 할 때 주연 홈(26) 안으로 밀려진다. 제 2 부재(38)의 원위 단부(45)가 개구(24)에 진입하도록 삽통작동될 때 스프링 편의된 밀봉체 가이드(40)는 중앙 핀(44)에 대해 후퇴된다. 중앙 핀(44)은 원위면(45)으로부터 외향 편의되도록 스프링 부하되며, 제 2 부재가 밀봉체를 개구(24) 안으로, 그리고, 홈(26) 안으로 계속 밀 수 있게 하도록 압박한다. 중앙 핀(44)이 후퇴되는 동안 포켓(50)은 밀봉체(12)를 원하는 배향으로 제 2 부재(38)의 원위면(45)에 대해 보유한다.

도 7 및 도 8로부터 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 제 2 부재(38)는 편심 와이퍼 또는 터킹 부분(72)으로 연장하는 목부(70)를 포함한다. 목부(70)는 편심 와이퍼(72)의 직경 보다 작은 직경을 나타내는 주연 벽(74)을 포함한다. 도 8은 터킹 툴(40)의 단면도를 보여준다. 샤프트(36)는 가이드(43) 내측에 위치되며, 제 1 축(Y)을 제공한다. 제 2 부재(38)는 샤프트(36) 내측에 배치된다. 제 2 부재(38)는 제 1 축(Y)으로부터 편위된 제 2 축(X)을 제공한다. 제 2 부재(38)는 중앙 핀(44)과 스프링(75)을 수용하도록 공동(73)을 형성하며, 그에 의해, 중앙 핀(44)이 공동(73) 안으로 수축할 수 있게 한다. 축(X)과 축(Y) 사이에 형성된 오프셋은 편심 와이퍼(72)가 축(Y) 둘레로 회전하고 밀봉체(12)의 잔여 부분을 밀봉체 홈(26) 안으로 완전히 구동하여 주연 홈(26)과 밀봉체(12) 사이에 적절한 "밀봉체 대 홈" 또는 "시트 접촉부"가 형성되는 것을 보증한다.

밀봉체의 완전한 설치는 도 6 내지 도 9를 참조로 가장 잘 설명된다. 이제 해제된 밀봉 링(12)을 갖는 중앙 핀(44)은 제 2 부재(38) 내에 형성된 공동(73) 안으로 수축된다. 이제 포켓 부분(50)은 밀봉체(12)의 상부 립을 주연 홈(26)의 상부 에지(84)를 지나치도록 안내한다. 제 2 부재(38)는 밀봉체(12)의 잔여 부분을 밀봉체 홈(26) 안으로 구동하도록 하강된다. 그후, 밀봉체(12)는 그 전체가 주연 홈(26) 내에 배치된다.

밀봉체(12)가 주연 홈 내에 적절히 배치되지 않은 것에 응답하여 초래될 수 있는 밀봉체(12)의 변형 및 임의의 잠재적 누설을 방지하기 위해, 적절한 "밀봉체 대 홈" 또는 "시트 접촉"이 주연 홈(26)과 밀봉체(12) 사이에 형성되는 것을 보증하는 것이 중요하다.

편심 와이퍼(72)는 밀봉체(12)와 주연 홈(26)의 상부 에지(84) 사이에 위치된다. 그후, 제 2 부재(38)는 밀봉체(12)를 맨드릴 표면(54)을 향해 회전되고, 그래서, 편심 와이퍼는 도 9 및 도 10에 가장 잘 나타난 바와 같이 홈(26) 내측에 위치된다. 맨드릴 표면(54)은 편심 와이퍼(72)로 밀봉체(12)를 완전히 홈(26) 안으로 굴곡시키는데 필요한 공간을 제공한다. 이제, 밀봉체(12)는 웨브 부분(16)의 주연 홈(26) 내에 적절히 배치되고, 제 2 부재(38)가 인출된다. 제 2 부재(38)는 개구(24)에 의해 형성된 축으로부터 오프셋된 축 상에서 회전한다. 맨드릴(52)이 그후 H-형 플랜지 케이스(14)로부터 분리된다. 본 발명의 장치(10)는 조립 라인(미도시) 내에 통합되거나, 별개의 유닛으로서 사용될 수 있다.

본 발명의 장치(10)의 다른 양태는 터킹 툴(40)로의 밀봉체(12)의 전달이다. 이는 도 1 내지 도 3과 도 11을 다시 참조함으로써 가장 잘 설명된다. 밀봉체 설치 장치 또는 아암(41)은 제 1 요소(90) 및 제 2 요소(92)를 포함한다. 제 2 요소(92)는 말단 단부(96, 98)를 구비한다. 말단 단부(96) 중 하나는 키이 부분(100)으로 연장된다. 대향 말단 단부(98)는 핀(102)을 포함한다. 시지 타워(104)는 도 11에 가장 잘 도시된 바와 같이 비평면형 구조의 홈(110)을 형성하는 판(108)을 제공한다. 홈(110)은제 2 요소(92)의 핀(102)을 수용하도록 설계되어, 제 2 요소(92)가 자동 장치(30)에 대해 이동할 때 제 2 요소(92)가 홈(110)을 따라 이동할 수 있게 한다. 키이 부분(100)은 밀봉체가 밀봉체 보유 가이드(43) 안으로 삽입될 때 밀봉체(12)를 편향시키도록 각진 밀봉 접촉부(112)를 제공한다. 밀봉체 보유 가이드(40)는, 상술한 바와 같이 중앙 핀(44) 둘레의 밀봉체를 변형시키도록, 밀봉체(12)가 밀봉체 보유 가이드(40) 안으로 삽입될 때 각진 밀봉체 접촉부(112)를 구비하는 키이 부분(100)을 수용하기 위한 키이웨이(120)를 형성한다.

제 1 요소(90)는 제 2 요소(92) 바로 아래에 위치되며, 대체로 타워(104)에서 피봇한다. 제 1 요소(90)는 말단 단부(124, 126)를 포함한다. 제 2 말단 단부(124)는 제 1 피봇 핀(128)을 포함한다. 제 2 말단 단부(126)는 밀봉체(12)가 가이드(40) 안으로 삽입되기 이전에 밀봉체(12)를 수용 및 보유하는 포켓(130)을 제공한다. 밀봉체(12)는 수동으로 또는 자동 삽입 장치나 혼합 보울(미도시)에 의해 포켓(130) 내에 배치된다. 도 11에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 요소(90)는 밀봉체 수용 또는 제 1 위치(도 1)와, 밀봉체 설치 또는 제 2 위치(도 3) 사이에서 핀(128)에 의해 형성된 축 둘레에서 회전할 수 있다. 제 1 요소가 피봇 핀(128)에서 피봇하고, 제 2 요소가 홈(110) 내에서 피봇하기 때문에, 원위 단부(126, 96)는 아암(41)의 제 1 위치 및 제 2 위치 사이에서 매우 상대적이다. 밀봉체 수용 또는 제 1 위치(도 1)에서, 키이 부분(100)은 포켓(130)으로부터 후퇴되어 밀봉체(12)를 포켓 안으로 삽입하기 위한 접근로를 제공한다. 아암이 밀봉체 설치 또는 제 2 위치(도 3)에 배치되었을 때, 키이는 포켓(130) 위의 위치에 있으며, 레버(132)에 의해 상승될 때 밀봉체를 편향시키도록 키이웨이(120) 내에 수용된다. 밀봉체(12)가 밀봉체 보유 가이드(40) 아래에 위치되었을 때, 레버(132)는 상향 피봇하여 밀봉체(12)를 가이드(40) 안으로 상승시킨다.

본 발명의 장치(10)는 종래 기술의 장치 및 방법에 비해 다수의 장점을 제공한다. 본 발명의 장치(10)는 플랜지 케이스(14) 내에 형성된 주연 홈(26)내로 밀봉체(12)를 수동 설치할 필요성을 제거하여 브레이크 액추에이터의 제조 비용을 감소시키고, 인적 오류의 가능성을 제거한다. 장치(10)는 완전한 "시트 접촉"이 일관성있게 밀봉체(12)와 밀봉체가 설치되는 주연 홈(26) 사이에 형성되는 것을 보증하여 유체 누설과 연관된 문제점을 제거한다.

본 발명을 예시적 실시예를 참조로 설명하였지만, 본 기술의 숙련자들은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 변형을 수행할 수 있으며, 그 요소들에 대해 등가물이 치환될 수 있다. 부가적으로, 본 발명의 본질적 범주로부터 벗어나지 않고 본 발명의 교지들에 특정 상황 또는 재료를 적응시키기 위해 다수의 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 수행하기에 최상의 형태로 고려되는 바와 같은 설명된 특정 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주 내에 드는 모든 실시예를 포함한다.

Claims

밀봉체(seal)를 수용하기 위한 홈(groove)을 형성하는 주연 벽을 구비한 중앙 개구(central aperture)를 한정하는 웨브 부분(web portion)을 포함하는 플랜지 케이스(flange case)를 갖는 브레이크 액추에이터(brake actuator)를 형성하기 위한 장치에 있어서,
상기 플랜지 케이스의 상기 웨브 부분을 지지하는 맨드릴(mandrel)과,
상기 밀봉체를 수용 및 보유하도록 구성된 제 1 부재와, 상기 중앙 개구에 의해 한정된 축을 따라 상기 제 1 부재에 대해 이동할 수 있는 제 2 부재를 갖는, 상기 맨드릴에 대향한 터킹 툴(tucking tool)을
포함하고,
상기 제 2 부재는 중앙 개구에 의해 한정된 축 둘레에서 회전할 수 있고, 상기 제 1 요소로부터, 상기 맨드릴과 협력동작하는 상기 플랜지 케이스의 상기 중앙 개구의 상기 주연 벽에 의해 한정된 상기 홈 안으로 상기 밀봉체를 밀어넣기 위한 캠면(camming surface)을 제공하는, 브레이크 액추에이터 형성 장치.
제 1항에 있어서, 상기 터킹 툴의 상기 제 1 부재는 상기 밀봉체를 상기 홈 안으로 삽입하기 위해 상기 중앙 개구에 의해 한정된 축과 동축인 관형 부재로 추가 한정되는, 브레이크 액추에이터 형성 장치.
제 1항에 있어서, 아암(arm)을 포함하고, 상기 아암은 상기 밀봉체 보유 요소를 가지며, 상기 밀봉체를 수용하기 위한 제 1 위치와 상기 터킹 툴에 상기 밀봉체를 제공하기 위한 제 2 위치 사이에서 피봇되는, 브레이크 액추에이터 형성 장치.
제 3항에 있어서, 상기 아암은 상기 아암이 상기 제 1 위치에 있을 때 상기 밀봉체 보유 요소에 대한 접근(access)을 제공하는 말단 단부를 구비하는 협력동작 가능 부재(cooperable member)를 포함하는, 브레이크 액추에이터 형성 장치.
제 4항에 있어서, 상기 협력동작 가능 부재는 상기 아암이 상기 제 2 위치에 배치되었을 때 밀봉체 보유 요소 위에 배치되는 밀봉체 편향기(seal deflector)를 포함하는, 브레이크 액추에이터 형성 장치.
제 5항에 있어서, 상기 밀봉체 편향기는 상기 아암이 상기 제 2 위치에 있을 때 상기 터킹 툴에 의해 수용되어, 상기 밀봉체 보유 요소로부터 상기 터킹 툴로 전달되는 밀봉체를 뒤틀리게 하는, 브레이크 액추에이터 형성 장치.
제 1항에 있어서, 상기 터킹 툴의 상기 제 1 부재는 상기 중앙 개구의 주연 벽의 내경보다 작은 뒤틀린 폭을 갖는 뒤틀린 구조로 밀봉체를 보유하는, 브레이크 액추에이터 형성 장치.
제 1항에 있어서, 상기 맨드릴은 상기 제 2 부재의 상기 캠면과 협력하도록 위치된 밀봉체 결합면을 제공하여, 상기 밀봉체가 뒤틀린 구조로 유지되는 동안 상기 밀봉체의 일부를 상기 홈 안으로 밀어넣는, 브레이크 액추에이터 형성 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제 2 부재는 상기 제 1 부재를 넘어 상기 중앙 개구 안으로 연장하는 목부(neck portion)를 갖는 플런저(plunger)로 추가 한정되어, 상기 밀봉체를 상기 터킹 툴로부터 상기 중앙 개구로 밀어넣는, 브레이크 액추에이터 형성 장치.
제 9항에 있어서, 상기 목부는 목부 직경을 제공하는 주연 벽을 포함하고, 상기 캠면은 상기 목부 직경보다 작은 캐밍 직경을 제공하는, 브레이크 액추에이터 형성 장치.
제 10항에 있어서, 상기 캠면은 상기 홈 안으로 회전하여, 상기 밀봉체를 상기 홈 안에 위치시키는, 브레이크 액추에이터 형성 장치.
유체 밀봉식 하우징을 통한 개구의 주연 벽 내에 한정된 홈 안으로 밀봉체를 기계적으로 삽입하기 위한 장치에 있어서,
상기 유체 밀봉된 하우징의 개구를 통해 상기 주연 벽 내에 한정된 상기 홈 안으로 밀봉체를 삽입하기 위해 필요한 변형 구조로 상기 밀봉체를 보유하기 위한 터킹 툴과,
상기 밀봉체를 상기 터킹 툴에 전달하기 위한 밀봉체 전달 아암(seal transfer arm)으로서, 상기 밀봉체 전달 아암은, 상기 터킹 툴에 의해 수용될 밀봉체를 배향하는 밀봉체 보유 요소와, 상기 밀봉체 전달 아암이 제 1 위치에 배치되었을 때 상기 밀봉체 보유 요소에 대한 접근을 제공하는 말단 단부를 구비하는 협력동작 가능 부재를 구비하고, 상기 말단 단부는 상기 밀봉체 전달 아암이 제 2 위치에 위치되어 있을 때 상기 밀봉체 보유 요소를 적어도 부분적으로 수축시켜서 상기 밀봉체가 상기 밀봉체 전달 아암으로부터 상기 터킹 툴로 전달될 때 상기 밀봉체를 변형된 구조로 변형시키는, 밀봉체 전달 아암을
포함하는, 밀봉체 삽입 장치.
제 12항에 있어서, 상기 터킹 툴은 상기 밀봉체를 변형된 구조로 수용하기 위한 관형 부재를 포함하는, 밀봉체 삽입 장치.
제 13항에 있어서, 상기 터킹 툴은 상기 관형 부재로부터 상기 밀봉체를 배출하기 위해 상기 관형 부재와 축방향으로 정렬된 플런징 부재를 포함하는, 밀봉체 삽입 장치.
제 14항에 있어서, 상기 플런징 부재는 원위면(distal face)으로부터 연장하여 상기 밀봉체를 상기 관형 부재 안에 변형 구조로 보유하는 핀을 구비하는 원위면을 포함한, 밀봉체 삽입 장치.
제 13항에 있어서, 상기 플런징 부재는 상기 밀봉체가 변형된 구조로 보유되어 있는 동안 상기 밀봉체의 단부를 수용하기 위한 포켓을 구비하는 원위면을 포함하는, 밀봉체 삽입 장치.
제 13항에 있어서, 상기 터킹 툴로부터 상기 하우징의 대향 면 상에 배치된 맨드릴을 포함하는, 밀봉체 삽입 장치.
제 17항에 있어서, 상기 터킹 툴은 상기 밀봉체를 수용하기 위한 관형 부재를 포함하고, 상기 터킹 툴은 상기 축을 형성하며, 유체 공급원과의 유체 소통을 제공하는, 밀봉체 삽입 장치.
제 18항에 있어서, 상기 홈 내에 상기 밀봉체를 설치하기 위한 자동 장치를 포함하고, 상기 자동 장치는 상기 유체 공급원과 유체 소통된, 다중 축방향 이동에 적합한 아암을 제공하는, 밀봉체 삽입 장치.
제 19항에 있어서, 상기 아암은 상기 말단 부분을 통해 말단 단부로 연장하는 샤프트를 구비하는, 밀봉체 삽입 장치.
제 20항에 있어서, 상기 말단 단부와 협력 동작할 수 있는 밀봉체 보유 요소를 포함하는, 밀봉체 삽입 장치.
제 21항에 있어서, 상기 터킹 툴의 상기 부재 중 하나는 중앙 핀을 제공하는 플런저에 의해 추가 한정되고, 상기 플런저는 상기 밀봉체 보유 요소 내측에 위치되며 상기 밀봉체 보유 요소에 대해 이동 가능한, 밀봉체 삽입 장치.
제 22항에 있어서, 상기 지지면은 상기 웨브 부분 내에 한정된 개구를 덮도록 상기 중앙 웨브 부분과 접하게 위치한 밀봉체 결합면을 제공하는 맨드릴에 의해 추가 한정되는, 밀봉체 삽입 장치.
제 23항에 있어서, 상기 플런저는 상기 터킹 면으로 연장하는 목부를 포함하는, 밀봉체 삽입 장치.
제 24항에 있어서, 상기 목부는 상기 터킹 면의 직경보다 작은 직경을 제공하는 주연 벽을 포함하는, 밀봉체 삽입 장치.
제 25항에 있어서, 상기 터킹 면은 상기 밀봉체가 상기 플런저에 의해 상기 홈 안으로 힘을 받을 때 상기 밀봉체의 상부 부분을 수용 및 보유하기 위해 내부에 한정된 포켓 부분을 포함하는, 밀봉체 삽입 장치.
개구 벽이 개구를 밀봉하기 위해 필요한 밀봉체보다 좁은 직경을 갖는, 패널을 통한 개구의 개구 벽 내에 배치된 밀봉체 홈 안으로 밀봉체를 삽입하기 위한 방법에 있어서,
관형 부재에 의해 삽통식으로 수용되는 배출기를 구비하는 관형 부재를 제공하는 단계와,
패널 내의 개구에 대체로 수직으로 배향된 관형 부재 안으로 상기 밀봉체를 삽입하는 단계와,
변형된 구조로 배치된 상기 밀봉체의 폭이 개구 벽의 직경보다 작도록 상기 관형 부재 내측의 상기 밀봉체를 변형시키는 단계와,
상기 패널 안에 배치된 개구와 상기 관형 부재를 정렬하고, 상기 관형 부재로부터 상기 배출기를 삽통 작동시켜 상기 개구 안으로 상기 밀봉체를 밀어넣는 단계와,
상기 밀봉체의 원주 둘레로 상기 배출기를 회전시켜 상기 밀봉체를 상기 홈 안에 배치시켜 상기 밀봉체를 상기 홈 안으로 안내하는 단계를
포함하는, 밀봉체 삽입 방법.
제 27항에 있어서, 상기 밀봉체를 상기 홈 안으로 안내하는 단계는, 상기 패널의 대향 면 상에 상기 배출기에 대향하도록 맨드릴을 제공하여 상기 밀봉체가 상기 패널 내에 배치된 상기 개구를 통과하는 것을 방지함으로써 추가 한정되는, 밀봉체 삽입 방법.
제 27항에 있어서, 상기 밀봉체를 뒤틀린 구조로 보유하도록 상기 배출기 상에 중앙 핀을 제공하는 단계를 더 포함하는, 밀봉체 삽입 방법.
제 27항에 있어서, 상기 배출기 상에 와이퍼를 제공하는 단계와, 상기 배출기 회전시 상기 와이퍼를 상기 홈 안으로 삽입하는 단계를 더 포함하는, 밀봉체 삽입 방법.
제 27항에 있어서, 상기 패널 내에 배치된 상기 개구에 수직인 배향으로 상기 밀봉체를 상기 관형 부재에 전달하는 단계를 더 포함하는, 밀봉체 삽입 방법.