KR20110061638A

KR20110061638A - 관절 샤프트용 유니버설 조인트 어레인지먼트

Info

Publication number: KR20110061638A
Application number: KR1020117009416A
Authority: KR
Inventors: 피터 그라웬호프; 시몬 리터
Original assignee: 보이트 파텐트 게엠베하
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-06-09
Also published as: CN102165206A; EP2329161A1; JP2012504213A; US20110207537A1; EP2329161B1; DE102008049348A1; WO2010034501A1

Abstract

본 발명은 관절 샤프트, 특히 튼튼한 관절 샤프트용 유니버설 조인트 어레인지먼트에 관한 것이다. 유니버설 조인트 어레인지먼트는 포크 홀을 갖는 두 개의 조인트 포크(3), 및 저널 크로스(1)를 포함한다. 저널 크로스(1)의 저널(2)은 각각 포크 홀(4) 내의 베어링 장치를 통하여 지지된다. 베어링 장치는 각각의 저널(2)에 대하여 적어도 하나의 축 베어링(10) 및 적어도 하나의 레이디얼 베어링(5)을 포함한다. 축 베어링(10)은 저널 숄더(12)의 영역에 배열된다. 포크 홀(4)은 상기 포크 홀(4)의 내부 상의 접촉 칼라(13)를 포함하며, 각각의 저널의 저널 숄더(12)는 접촉 표면(11)을 포함한다. 축 베어링(10)은 이제 접촉 표면 및 접촉 칼라(13) 사이에 배열된다. 힘 적용 및 축 베어링(10)의 지지체 사이의 최소 경로가 그것에 의해 실현되는데, 이는 매우 튼튼한 축 베어링 지지체를 가능하게 하며 축 힘을 제공하기 위한 부가적인 부착 림 없이 할 수 있다. 얻어지는 설치 공간은 레이디얼 베어링 용량을 증가시키기 위하여 유리하게 사용될 수 있다.

Description

관절 샤프트용 유니버설 조인트 어레인지먼트{UNIVERSAL JOINT ARRANGEMENT FOR AN ARTICULATED SHAFT}

본 발명은 청구항 1의 전문에 상세히 명시되는 것과 같은 특징을 갖는, 관절 샤프트(articulated shaft), 특히 튼튼한(heavy-duty) 관절 샤프트용 유니버설 조인트 어레인지먼트(universal joint arrangement)에 관한 것이다.

토크 전달을 위한 관절 샤프트들이 일반적으로 알려져 있으며 사용된다. 조인트 혹은 또한 유니버설 조인트는 일반적으로 저널 크로스(journal cross) 및 서로에 관하여 90도로 뒤틀려진 두 개의 포크(fork)에 의해 형성되는데, 저널 크로스의 각각의 저널은 포크의 각각의 샤프트의 포크 홀(fork hole) 내에 배열된다. 각각 높은 토크를 관절 샤프트, 특히 튼튼한 관절 샤프트로 신뢰할 만한 방식으로 영구히 전달하기 위하여, 포크 홀 내의 저널들이 각각의 방식으로 장착되는데 그 이유는 작동 동안에 포크 홀과 관련된 저널의 계속적인 선회 운동(pivoting movement)이 존재하기 때문이다.

특히 롤링 밀(rolling mill) 및 롤링 스틸(rolling steel)용 메인 드라이브(main drive)에 제공되는 튼튼한 관절 샤프트의 경우에 있어서, 수천 킬로뉴턴(kilonewton) 미터 크기에서 매우 높은 토크가 전달된다. 이를 유지하기 위하여, 저널은 포크 홀 내의 레이디얼 베어링(radial bearing) 및 액슬 베어링(axle bearing)으로 장착된다.

베어링의 일반적인 방식은 축 베어링(axial bearing)이 외부로부터 포크 홀 내로 도입되는 시큐어링 링(securing ring)에 대하여 지지되는 플레인 베어링 요소(plain bearing element) 혹은 롤링 베어링 요소를 통하여 전달되는 것이다.

저널의 베어링이 각각의 포크 홀의 외부 영역(region)에서 베어링 칼라(bearing collar) 상에 위치한다는 대안이 유럽특허 EP 0 785 370 A1으로부터 알려져 있다. 장착 동안에, 저널 크로스는 그에 따라 포크 홀 내로 쓰레드되는데(threaded), 그 결과 포크 홀이 각각의 커버(cover)에 밀봉되기 전에 외부로부터 베어링 배열의 도입이 뒤따른다.

이의 대안으로서, 포크 홀은 또한 포켓 홀(pocket hole)의 형태로 배열될 수 있다. 여기에 독일특허 DE 299 20 839 U1이 참조된다. 분할된 포크를 필요로 하는 그러한 배열의 경우에 있어서, 베어링 어레인지먼트는 그것들이 포크 홀 내로 도입되기 전에 그에 알맞게 저널 크로스의 저널 상에 위치한다.

그러나 이러한 모든 어레인지먼트는 두 가지 단점이 따른다. 축 베어링의 지지체가 시큐어링 링(securing ring), 베어링 칼라 또는 베어링 커버 상에 제공되거나, 혹은 커버 영역에서 포크 홀의 포켓 홀 보어(pocket hole bore)의 경우에 있어서 완전히 포크와 함께 배열된다. 관절 샤프트, 특히 튼튼한 관절 샤프트에 매우 높은 힘이 발생하기 때문에, 관절 샤프트의 회전 축으로부터 떨어져 있는 영역에서 액슬 베어링의 지지체를 위하여 상대적으로 높은 물질 두께가 요구되며 따라서 각각 대량의 공간이 요구된다. 또한 이는 특히 실제 관절 샤프트의 직경을 넘어 튀어나올 수 없는 포크가 둥근 설정을 갖는 이러한 영역에 제공된다는 사실에 기인하는데, 따라서 지지체를 위하여 사용되는 "커버"의 영역에서 어쨌든 더 낮은 이용가능한 물질 두께가 존재한다.

물질의 필요로 하는 두께는 그러나 각각의 저널의 레이디얼 베어링이 확장하는 영역을 정한다. 가능한 한 외부로 멀리 배열되는 레이디얼 베어링의 영역은 특히 레버리지(leverage)에 관하여 유리할 수 있기 때문에, 이러한 축 베어링은 축 베어링 자체에 대한 힘에 있어서 단점을 나타내며, 이와 관련하여, 또한 레이디얼 베어링에서의 각각의 레버리지에 대하여 단점을 나타낸다.

여기에 종래 기술의 두 개의 또 다른 명세서, 독일특허 DE 10 2005 058 742 A1 및 DE 10 2005 058 743 A1가 참조된다. 두 명세서 모두 특정 설정의 결과로 단지 특정 영역에서만 지지되도록 배열되며, 반면에 다른 영역은 리세스(recess) 혹은 부분적으로 탄성인 섹션(section)에 의해 형성되는 축 베어링 어레인지먼트를 설명한다. 그 결과, 축 베어링은 각각의 설치 위치의 경우에 있어서의 작동 동안에 저널 및 포크 사이에 상대적으로 낮은 상대적 운동이 발생하는 영역에서만 지지되도록 배열되는데, 따라서 축 베어링 상의 스트레인(strain)이 상당히 감소하며 관절 샤프트의 수명(service life)이 연장될 수 있다.

축 베어링에 관하여 위에서 언급한 단점을 감소시키며 특히, 또한 튼튼한 관절 샤프트를 위하여, 최소 필요 공간과 함께 가능한 최장 수명을 보장하는 유니버설 조인트 어레인지먼트를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

이러한 목적은 청구항 1의 특징부에 언급되는 것과 같은 특징에 의해 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명에 따른 배열은 축 베어링뿐만 아니라, 내부에 관절 샤프트 보어홀(borehole), 즉 관절 샤프트의 회전축과 마주하는 포크 홀의 면 상에 그것의 지지체를 배열한다. 힘 적용 및 액슬 베어링의 지지체 사이의 최소 경로가 그것에 의해 실현되는데, 따라서 매우 튼튼한 액슬 베어링 지지체를 가능하게 하며 따라서 축 힘을 제공하기 위한 부가적인 부착 림(rim)의 생략을 허용한다. 얻어지는 설치 공간은 레이디얼 베어링 용량을 증가시키기 위하여 유리하게 사용될 수 있다.

본 발명에 따라, 액슬 베어링의 지지체 포크 상의 힘 적용 사이에 최소 거리가 발생한다. 그 결과, 힘은 저널 크로스로부터 예외적으로 짧은 경로를 통하여 포크 내로 전달된다. 포크 홀 및 관절 샤프트의 회전 축 방향으로부터 외부 상에 배열되는 저널은 따라서 저널의 축 방향에서 어떠한 직접적인 힘도 받지 않는다. 그에 따라, 레이디얼 베어링의 베어링 요소는 외부로 최대한 멀리 배열되거나 확장될 수 있다. 따라서 종래의 기술과 비교하여 레이디얼 베어링에 대하여 상당히 큰 레버리지가 사용될 수 있다.

토크의 전달이 주로 관절 샤프트의 포크 홀 내의 저널의 레이디얼 베어링을 통하여 발생하기 때문에 이러한 설정이 특히 유리한데 그 이유는 더 큰 토크가 동일한 직경에서 최대 레버리지에 의해 전달될 수 있거나 혹은 종래 기술에 따른 실시 예에서보다 더 긴 수명이 실현될 수 있기 때문이다.

유니버설 조인트 어레인지먼트의 뒤따르는 실시 예들이 종속항 및 도면을 참조하여 아래에 더 상세히 설명될 실시 예들에 의해 제공될 것이다;
도 1은 본 발명에 따른 유니버설 조인트 어레인지먼트에서 저널 베어링의 첫 번째 실시 예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 유니버설 조인트 어레인지먼트에서 저널 베어링의 두 번째 실시 예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 유니버설 조인트 어레인지먼트에서 저널 베어링의 세 번째 실시 예를 도시한다.

도 1은 저널 크로스(1) 부(portion)가 보일 수 있는 유니버설 조인트 어레인지먼트의 단면을 도시한다. 포크(3) 및 포크(3) 내의 포크 홀(4)에 저널 크로스(1)의 저널(2)이 도시된다. 저널(2)은 여기서 베어링 홀(4)의 내부 표면 및 삽입된 롤링 요소(6)를 갖는 저널(2)의 외부 표면에 의해 형성되는 레이디얼 베어링(5)을 갖는, 포크 홀(4) 내의 레이디얼 베어링(5)을 통하여 유지된다. 원칙적으로 롤링 요소(6)를 갖는 레이디얼 베어링이 표시되는데, 따라서 롤링 요소의 단지 바람직한 도면이 선택되었다. 일반적으로, 실린더형 롤링 요소가 이 경우에 있어서 특히 적합한데 그 이유는 유니버설 조인트 어레인지먼트에 의해 전달되도록 하기 위하여 높은 힘 혹은 토크가 필요하기 때문이다. 도면을 단순화하기 위하여, 레이디얼 베어링(5)의 롤링 요소(6)의 단지 일부만이 참조 번호와 함께 제공되었다.

포크 홀(4)은 관절 샤프트의 회전 축(7)으로부터 멀리 떨어져 마주보는 면 상의 커버(8)에 의해 밀봉된다. 상기 커버(8)는 이 경우에 있어서 스크류(screw)인, 패스닝 수단(fastening means, 9)에 의한 예로서, 저널(2)에 연결된다. 그러나 그것은 포크(3)에 직접적으로 연결될 수 있다. 유니버설 조인트 어레인지먼트의 가장 높은 힘 혹은 토크를 전달하는 포크(3) 내의 저널(5)을 위한 레이디얼 베어링(5)에 부가하여 축 베어링(10)이 또한 필요한데, 이는 포크(3) 및 저널 크로스(1) 또는 각각의 저널(2) 사이의 축 힘을 흡수하기 위하여 존재한다.

이러한 설정에서의 특별한 양상은 상기 축 베어링(10)이 각각의 저널(2)의 저널 숄더(journal shoulder, 12)의 영역 및 포크(3)의 영역 또는 관절 샤프트의 회전 축(7)과 관련된 포크 홀(4)의 영역의 접촉 칼라(13) 사이에 배열된다는 것이다. 만일 단순한 축 베어링이 연결되면, 접촉 표면(11) 및 베어링과 상응하는 접촉 칼라(13)의 표면은 각각의 저널(2)의 축에 대하여 수직으로 배열되어야만 한다. 만일 힘의 방사상 분할이 또한 전달되면, 표면의 각각의 각도가 또한 제공될 수 있다.

실시 예들에 의해 롤링 베어링과 같은 롤링 요소(14)에 의해 도 1에 표시되는, 축 베어링(10)은 저널(2)의 접촉 표면 및 접촉 숄더(12) 사이에 접촉 칼라(13)를 통한 포크(3) 내로의 힘의 적용 하에서 단지 최소 공간만이 존재한다는 종래의 기술과 비교하여 장점을 갖는다. 축 힘의 적용은 따라서 포크(3)의 내부 상에 매우 효과적으로 발생한다. 원주 기하학(circumferential geometry)의 결과 최대 지지 표면이 이용가능하며, 따라서 최소 표면 프레싱(pressing)에 이르게 한다. 포크(3)내의 포크 홀(4)의 외부는 따라서 직접적인 축 힘 전달이 없으며, 따라서 이러한 영역은 레이디얼 베어링(5)을 위하여 외부 멀리까지 사용될 수 있다. 외부로 멀리 배열되는 관절 샤프트의 직경 영역까지의 레이디얼 베어링(5)의 이러한 큰 확장은 힘 및 토크를 저널(2)에 의해 포크(3) 상으로 전달하기 위하여 최대 레버리지를 허용하며 반대의 경우도 마찬가지이다. 그 결과, 더 높은 힘 및 토크가 전달될 수 있거나 또는 유사하게 높은 힘 혹은 토크가 전달될 때 본 발명에 따른 축 베어링(10)의 배열을 갖는 유니버설 조인트 어레인지먼트의 더 긴 수명이 달성될 수 있다.

대체로 레이디얼 베어링(5)을 외부에 단순히 배열하는 것이 가능하거나, 또는 여기에 도시되는 것과 같이 그에 알맞게 저널(2)의 방사상 방향으로 레이디얼 베어링(5)을 확장하는 것이 대안으로 가능하며, 따라서 그에 따라 베어링 표면을 증가시키는 것이 가능하다.

도 1에 도시되는 것과 같은 실시 예에서, 베어링들(5, 10)은 단지 원칙적이며 도식적인 방법으로 표시된다. 베어링들(5, 10)은 여기에 도시되는 것과 같이, 롤링 베어링으로서 배열될 수 있다. 베어링들(5, 10) 모두는 또한 플레인 베어링(plain bearing)으로서 배열될 수 있다. 도 1에서의 베어링들(5, 10)은 포크 홀(4) 혹은 저널(2) 혹은 접촉 표면(11)의 각각의 표면상에 직접적으로 배열될 수 있는데, 따라서 어떠한 베어링 쉘(bearing shell)도 도시되지 않는다. 베어링의 내부 및/또는 외부 링이 또한 대체로 가능할 수 있다.

도 2는 다시 유니버설 조인트 어레인지먼트의 각각의 섹션의 유사한 배열을 도시한다. 도 1의 도면과는 대조적으로, 레이디얼 베어링(5)은 내부 베어링 쉘(15) 및 외부 베어링 쉘(16)을 포함한다. 외부 베어링 쉘(16)은 레이디얼 베어링(5)의 롤링 요소(6) 및 포크 홀(4) 사이에 배열된다. 외부 베어링 쉘(16)은 몇몇의 부위(area)를 갖는다. 기능성을 위한 가장 중요한 부위는 실제 베어링 부위(17)인데, 그에 따라 롤링 요소(6)가 작동한다. 더욱이, 상기 베어링 부위(17)는 관절 샤프트의 회전 축(7)으로부터 멀리 직면하는 베어링 홀(4)의 단에서 커버 요소(18)와 완전히 모인다. 게다가, 외부 베어링 쉘(16)은 실제 축 베어링(10) 및 접촉 칼라(13) 사이의 포크의 영역에 배열되는 축 베어링 부위(19)을 갖는다. 상기 외부 베어링 쉘(16)의 축 베어링 부위(19)는 따라서 축 베어링(10)을 위한 베어링 쉘을 형성한다.

여기에 도시되는 것과 같은 실시 예에서, 축 베어링(10)은 플레인 베어링으로서 배열되는데, 이는 여기서 각각 바람직한 플레인 베어링 링(20)으로서 표시된다. 축 베어링(10)을 위한 플레인 베어링은 확실히 충분하며 또한 높게 로딩된(loaded) 레이디얼 베어링(5)이 힘 및 토크의 주된 전달을 위하여 사용되며 축 베어링은 이와 비교하여 부수적인 역할을 한다는 사실 때문에 각각의 유니버설 조인트에서 광범위하게 사용된다. 베어링의 낮은 전체 크기를 갖는 간단하고 효과적인 설정이 예를 들면 적합한 물질(베어링용 청동(bronze), 플라스틱 등)의 플레인 베어링 링(20)으로 만들어진, 그러한 플레인 베어링으로 달성될 수 있다.

접촉 표면(11) 및 접촉 칼라(13) 사이의 거리는 또한 도 2의 실시 예에서 상대적으로 작다. 이러한 경우에 있어서도 역시, 축 베어링이 관절 샤프트의 회전축(7)을 마주보는 베어링 홀(4)의 영역에 배열되는데, 따라서 위에서 언급한 것과 같은 장점을 가능하게 하기 위하여 멀리 외부로의 레이디얼 베어링(5)을 위하여 베어링 홀(4)의 반대편 외부 부위가 이용가능하다.

도 2에 따른 도면에서의 외부 베어링 쉘의 배열은 관절 샤프트의 회전 축(7)을 마주보는 면으로부터 베어링 홀(4) 내의 저널(2)의 각각의 설치를 필요로 한다. 이것의 실현을 가능하게 하기 위하여, 포크(3)는 분할 방식으로 배열될 필요가 있다. 종래 기술에서 이러한 방법으로 이미 알려진 몇몇 대안들이 원칙적으로 가능하다. 예를 들면 종래의 커넥팅 로드(connecting rod)의 경우에서와 같이, 포크 홀(4)이 자체로 분할될 수 있다. 대안으로 베어링 홀(4)이 그때에 포크의 드라이빙 플랜지(driving flange)와 함께 스크류될 수 있는 각각의 필로 블록(pillow block) 내로 도입되는 것이 또한 가능하다. 필로 블록은 그리고 나서 포크 드라이버(fork driver)의 플랜지와 함께 스크류되기 위하여 그에 따라 저널(2) 상에 위치할 수 있다. 세 번째 가능한 실시 예는 포크 혹은 포크 자체의 플랜지를 분할하는 것이다. 분할된 플랜지는 두 단(end)을 이동하는 것을 허용하며 따라서 동일하게 상응하는 두 개의 저널(2)의 축 방향에서 두 개의 포크 홀을 허용하는데, 따라서 포크(3)는 저널 상에 위치할 수 있으며 그리고 나서 그에 알맞게 고정될 수 있다.

도 2에 따른 실시 예의 장착 동안에, 커버 요소(18)와 함께 일종의 부싱(bushing)을 형성하는, 외부 베어링 쉘(16)이 포크 홀(4) 내로 미끄러지거나 혹은 프레스된다(pressed). 외부 베어링 쉘(16)의 축 베어링 부위(19)는 따라서 접촉 칼라(13) 상에 놓이게 된다. 그리고 나서 베어링 요소, 특히 롤링 요소(6)와 슬라이딩 링(20) 및 저널(2)의 각각의 장착이 발생할 수 있다.

내부 베어링 쉘(15)은 미리 저널(2) 상에 위치할 필요가 있다. 내부 베어링 쉘(15)은 또한 각각의 베어링 쉘(15) 상에 롤링 요소(6)의 내부 베어링이 만들어지는 것을 보증한다. 볼록한 롤링 요소가 저널(2)의 볼록한 표면 혹은 상기 내부 베어링 쉘(15)의 영역에서 베어링 쉘(15)의 볼록한 표면상에 작동하기 때문에, 표면 프레싱 및 레이디얼 베어링 상의 응력(stress)이 이 영역에서 특히 높다. 이는 특히 내부 베어링 쉘(15)의 영역에서 증가된 마모 및 찢김(tear)에 이르게 한다. 도 2에 따른 설정은 이러한 내부 베어링 쉘(15)을 상당히 간단한 방법으로 변경하도록 허용하며, 따라서 만일 레이디얼 베어링(5)이 이 위치에서 닳아 없어지면 간단하며 비교적 비용 효과적인 복구가 가능하다.

만일, 도 1에 도시되는 것과 같이, 또한 대체로 도 2에 따른 설정에서 가능할 수 있는, 그러한 내부 베어링 쉘(15)이 생략되면, 저널(2) 자체는 닳아 없어질 수 있으며 만일 필요하면, 전체를 대체하여야만 할 수 있다. 그러나, 일반적으로, 내부 베어링 쉘(15)의 교체는 관절 샤프트의 크기에 따라 가장 비용 효과적인 대안이 될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 유니버설 조인트 어레인지먼트의 각각의 섹션의 세 번째 실시 예를 도시한다. 포크(3) 내의 포크 홀(4)은 이 경우에 있어서 포켓 홀로서 배열되며, 따라서 커버 요소(21)는 이 경우에 있어서 포크(3) 자체의 일부로서 형성된다. 이 경우에 있어서 도 2에 따른 실시 예에서와 같이 부싱과 같은 외부 베어링 쉘과 비교할 만한, 포크(3)가 그에 알맞게 분리될 수 있는 장착 목적을 위한 설정이 또한 필요하다. 설정은 모든 다른 점에 있어서 위에서 만들어진 설명과 상응한다. 레이디얼 베어링(5)의 외부 베어링 쉘(16)이 또한 도시된다. 도 3에 따른 실시 예에서 내부 베어링 쉘(15)은 생략되었다. 외부 베어링 쉘(16)은 실제 베어링 부위(17) 및 축 베어링 부위(19)를 포함한다. 커버 요소(16)는 이 경우에 있어서 완전히 포크와 배열되기 때문에, 외부 베어링 쉘(16)은 실제로 환상 방식으로 배열되며, 따라서 그에 따라 커버 요소(18)는 외부 베어링 쉘(16)에 속하지 않는다.

선행 도면과 비교하여 두 번째 특별한 특징은 이 경우에 있어서 축 베어링(10)의 플레인 베어링 링(20)의 영역에서 찾을 수 있다. 상기 플레인 베어링 링(20)은 지지 영역(22) 및 그에 따른 비-지지 영역(23)을 포함한다. 플레인 베어링 링(20)에 대한 이러한 실시 예는 주로 종래 기술로부터 알려져 있다. 이러한 측면에서 처음에 언급한 독일특허 10 2005 058 742 및 독일특허 10 2005 058 743의 명세서가 참조된다.

포크 홀(4)과 관련된 저널(2)의 상대적 운동은 유니버설 조인트 어레인지먼트의 기계적 로딩의 결과로서 발생한다. 위의 명세에서 상세히 설명한 것과 같이, 이러한 상대적 운동은 서로에 관련된 부품에서 비교적 큰 상대 운동이 발생하는 영역, 및 서로에 관하여 부품의 더 작은 상대적 운동이 존재하는 영역을 갖는다. 도 3의 플레인 베어링 링(20)은 그것이 지지 영역(22) 및 비-지지 영역(23)을 포함하는 것과 같은 방법으로 배열된다. 지지 영역(22)은 대칭적으로 배열되며 플레인 베어링 링(20) 상에 지역적으로 한정되는 방식으로 배열된다. 동일한 것이 비-지지 지역(23)에는 적용되지 않는다. 이러한 설정은 축 베어링이 주로 지지 영역(22)의 영역에서 발생한다는 것을 보증한다. 변형된 저널은 비-지지 영역(23)에서의 플레인 베어링 링(20)을 접촉하고 그에 알맞게 수행되기 전에 비-지지 영역(23)에서 포크(3) 및 포크 홀(4)과 관련하여 비교적 큰 상대적 운동을 실행할 수 있다.

전체 직경에 대하여 비교할 만한 두께의 종래의 플레인 베어링 링(20)은 비교적 큰 상대 운동이 서로에 관하여 발생하는 영역에서 비교적 빠르게 닳아 없어질 수 있다. 여기에 설명된 것과 같은 플레인 베어링 링(20)은 로드되지 않거나 혹은 비-지지 영역(23)에서 최소한으로 로드되며, 반면에 지지 영역에서는 비교적 동일한 로딩이 존재한다. 그 결과, 플레인 베어링 링(20)은 완전히 빠르게 닳아 없어지지 않을 것인데, 이는 유니버설 조인트 어레인지먼트의 수명 및 유지 간격의 길이에 유리하게 기여한다.

비-지지 영역(23)의 영역에서 물질의 생략의 대안으로서, 각각의 탄성 물질이 이러한 비-지지 영역(23)에 도입될 수 있다. 또한 지지 및 비-지지 영역의 분할은 플레인 베어링 링(20)의 기하학적 설정에 의해서가 아니라, 베어링에 포함되는 또 다른 부위에서의 각각의 설정에 의해 실현된다는 것이 또한 가능할 수 있다. 접촉 표면(11)은 예를 들면 지지 영역의 부위에서는 평면 배열이 제공되며 비-지지 영역의 영역에서는 함몰(depression)이 제공되는 것과 같은 방법으로 배열될 수 있다. 동일한 것이 외부 베어링 쉘(16)의 축 베어링 부위(19) 혹은 접촉 칼라(13)의 표면에 적용될 수 있다. 각각의 경우에 있어서 각각의 리세스 혹은 탄성 물질 혹은 탄성 스프링 등으로 가득 찬 부위에 의해 축 베어링(10)의 지지 영역(22) 및 비-지지 영역(23)으로의 이러한 분할을 실현하는 것이 가능하다. 플레인 베어링 링(20)은 그때에 저널(2)과 관련된 포크 홀(4)의 큰 상대적 운동을 갖는 영역에서 이러한 함몰 혹은 리세스를 "산출"할 수 있으며 따라서 높은 로드와 높은 마모 및 찢김을 "예방"한다.

설명된 개개의 수단은 언급된 구성물, 혹은 리세스의 조합 및/또는 축 베어링(10)에 포함되는 일부 언급된 구성물에서의 탄성 수단 상에 제공될 수 있다.

세 가지 도면에 의해 상세히 설명된 본 발명의 변형체는 공동으로 축 베어링(10)의 접촉 및 힘의 포크(3) 내로의 적용 사이에 짧은 경로를 갖는다. 이는 베어링 쉘을 갖거나 혹은 베어링 쉘 없이, 축 베어링(10)을 위한 롤링 베어링(14)을 갖는, 혹은 축 베어링(10)을 위한 플레인 베어링(20)을 갖는, 다양한 방법으로 실현된다. 이러한 변형체들은 통상의 지식을 가진 자들에 의해 쉽게 결합될 수 있다. 또한 베어링 홀 혹은 커버 요소(18, 21)의 설정에 동등하게 적용된다. 내부 베어링 쉘(15)은 예를 들면 세 가지 변형체 모두에서 사용될 수 있다. 외부 베어링 쉘(16)이 도 2에 따른 부시와 같은 설정에서 내부 베어링 쉘 없이 실현되거나, 혹은 그에 따라 도 3의 플레인 베어링 링(20), 혹은 또한 도 1의 롤링 베어링 요소와 결합되는 것이 가능할 수 있다. 외부 베어링 쉘(16)의 구조 및 설정은 또한 명백히 각각의 축 베어링 영역(19) 없이 실현될 수 있으며 따라서 그에 알맞게 도 1에 따른 설정으로 통합될 수 있다. 모든 변형들이 포크 홀(4)로서 포켓 홀 보어를 사용하거나 혹은 또한 외부 베어링 쉘(16)을 갖는 커버의 완전한 배열로서, 개별적인 커버(8)의 사용이 가능하다.

설정에 따라, 포크 홀(4) 내의 핀(2)의 베어링은 또한 하나 혹은 몇몇의 밀봉 수단을 포함할 수 있다. 그러한 밀봉 수단은 주로 유니버설 조인트 어레인지먼트를 위한 종래의 기술로부터 알려져 있는데, 따라서 도면에서는 상세히 도시되지 않는다. 각각의 실은 포켓 홀 보어로서 혹은 커버(8) 또는 외부 베어링 쉘(16)과 완전히 배열되는 커버 요소(18)를 갖는 포크 홀(4)의 배열에 따라 포크 홀(4)의 영역 및/또는 특히 저널 숄더(12)의 영역에 제공되어야만 한다. 그러한 실링 수단은 통상의 지식을 가진 자들에게 자명하며 잘 알려져 있는데, 따라서 여기서는 상세히 설명되지 않을 것이며 도 1 내지 3에서의 설명이 제공되지 않았다.

1 : 저널 크로스
2 : 저널
3: 포크
4 : 포크 홀
5 : 레이디얼 베어링
6 : 롤링 요소
7 : 회전 축
8 : 커버
9 : 패스닝 수단
10 : 축 베어링
11 : 접촉 표면
12 : 접촉 숄더
13 : 접촉 칼라
14 : 롤링 요소
15 : 내부 베어링 쉘
16 : 외부 베어링 쉘
17 : 베어링 부위
18 : 커버 요소
19 : 축 베어링 부위
20 : 플레인 베어링 링
21 : 커버 요소
22 : 지지 영역
23 : 비-지지 영역

Claims

저널 크로스(1);
저널 크로스(1)의 각각의 하나의 저널(2)을 수용하기 위한 포크 홀(4)을 갖는 두 개의 조인트 포크(3);
저널을 위하여 적어도 하나의 축 베어링(10) 및 적어도 하나의 레이디얼 베어링(5)을 포함하는 베어링 장치, 및 저널 숄더(12) 영역에 배열되는 축 베어링(10)을 갖는, 포크 홀 내의 저널의 각각의 하나의 베어링 장치를 포함하는 유니버설 조인트 어레인지먼트에 있어서,
상기 포크 홀(4)은 관절 샤프트의 회전 축(7)과 직면하는 면 상에 접촉 칼라(13)를 포함하며;
상기 저널 숄더(12)는 접촉 표면(11)을 가지며; 및 상기 축 베어링(10)은 상기 접촉 표면(11) 및 상기 접촉 칼라(13) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 관절 샤프트, 특히 튼튼한 관절 샤프트용 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 1항에 있어서, 상기 레이디얼 베어링(5)은 롤링 요소(6) 및 롤링 요소(6)와 포크 홀(4) 사이에 배열되는 외부 베어링 쉘(16)로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트..
제 1항 혹은 2항에 있어서, 상기 레이디얼 베어링(5)은 롤링 요소(6) 및 저널(2) 사이에 내부 베어링 쉘(15)을 포함하는 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 1항, 2항, 혹은 3항에 있어서, 축 베어링을 지지하는 접촉 칼라의 표면은 각각의 저널(2)의 축과 관련하여 수직으로 배열되는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 1항, 2항, 혹은 3항에 있어서, 상기 접촉 표면(11)은 저널 숄더(12) 영역에서 각각의 저널(2)과 관련하여 수직으로 배열되는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 1 내지 5항에 있어서, 상기 축 베어링(10)은 플레인 베어링 링(20)으로서 배열되는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 1 내지 5항에 있어서, 상기 축 베어링(10)은 접촉 칼라(13) 및 접촉 표면(11) 사이에 배열되는 롤링 요소(14)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 1항 내지 7항에 있어서, 상기 축 베어링(10)은 적어도 하나의 베어링 쉘(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 8항에 있어서, 상기 축 베어링(10)의 적어도 하나의 베어링 쉘(19)은 접촉 칼라(13) 상에 있는 베어링 쉘(16)과 함께, 레이디얼 베어링의 외부 베어링 쉘(16)의 일부분으로서 배열되는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 1항 내지 9항에 있어서, 상기 포크 홀(4)은 관절 샤프트의 회전 축(7)으로부터 멀리 떨어져 직면하는 면 상의 커버(8, 18, 21)로 밀봉되는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 10항에 있어서, 상기 커버(18) 및 레이디얼 베어링(5)의 외부 베어링 쉘(16)은 통합하여 배열되는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 1항 내지 9항에 있어서, 상기 포크 홀(4)은 관절 샤프트의 회전 축(7)과 직면하는 면으로부터 포켓 홀로서 배열되는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 1항 내지 12항에 있어서, 상기 축 베어링(10)은 그것이 플레인 베어링 링(20) 및/또는 적어도 하나의 베어링 쉘(19) 및/또는 접촉 표면(11) 및/또는 접촉 칼라(13)의 영역에서 지역적으로 한정되며 반대로 배열되는 지지 영역(22)을 포함하는 것과 같은 방법으로 배열되는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 13항에 있어서, 상기 지지 영역(22)은 저널(2) 및 포크 홀(4) 사이의 낮은 상대적 운동의 영역에서 축 베어링(10)의 설치된 위치에 배열되는 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 13항 혹은 14항에 있어서, 상기 축 베어링(10)은 플레인 베어링 링(20) 및/또는 적어도 하나의 베어링 쉘(19) 및/또는 접촉 표면(11) 및/또는 접촉 칼라(13)의 영역에서, 어떤 지지 영역(22)도 갖지 않는 영역(23)에서의 리세스 및/또는 탄성의 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.
제 1항 내지 15항에 있어서, 베어링(10, 5), 적어도 레이디얼 베어링(5)을 밀봉하기 위하여 밀봉 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 유니버설 조인트 어레인지먼트.