KR20130124433A - 서스펜션 베어링 장치를 제조하기 위한 방법, 장치 및 이러한 장치를 포함하는 스트럿 - Google Patents

서스펜션 베어링 장치를 제조하기 위한 방법, 장치 및 이러한 장치를 포함하는 스트럿 Download PDF

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데지르 비도트
실바인 부시트
아드리엔 네리에르
브루노 몬트보우프
크리스토페 호데이어
사무엘 비알트
리차드 코베트
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아크티에볼라게트 에스케이에프
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 롤링 베어링(20)과, 바텀컵(30; 130) 및 플라스틱으로 제조된 탑컵(40; 140) - 이들 각각은 롤링 베어링(20)과 접촉함 - 과, 물 또는 오염 입자의 침입으로부터 롤링 베어링(20)을 보호하기에 적절한 적어도 하나의 밀봉부(60; 80; 60, 80; 160; 180; 160, 180)를 포함하는 서스펜션 베어링 장치(10)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 방법은 상기 방법은 바텁컵(30; 130)과 탑컵(40; 140) 사이의 플라스틱으로 제조된 지지 요소(40/30; 130/140) 상에 열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 (60; 80; 60, 80; 160; 180; 160, 180)를 위치시키는 적어도 하나의 단계를 포함한다. 본 방법은 열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부(60; 80; 160; 180)에 대하여, 그 지지 요소(40/30; 130/140) 상의 이 밀봉부(60; 80; 160; 180)를 경화시키는 단계도 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 자동차의 서스펜션 베어링 장치 (10) 및 스트럿(1)에 관한 것이다.

Description

서스펜션 베어링 장치를 제조하기 위한 방법, 장치 및 이러한 장치를 포함하는 스트럿{METHOD FOR MANUFACTURING A SUSPENSION BEARING DEVICE, DEVICE AND STRUT COMPRISING SUCH A DEVICE}
본 발명은 서스펜션 베어링 장치, 특히 맥퍼슨 타입(MacPherson type)(맥퍼슨 서스펜션 베어링 또는 MSBU)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 서스펜션 베어링 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 댐퍼 및 이러한 서스펜션 베어링 장치를 포함하는 자동차 스트럿에 관한 것이다. 본 발명의 분야는 특히 자동차에 대한 서스펜션 시스템의 분야이다.
공지된 방식에서, 자동차 서스펜션 시스템은 자동차의 축과 휠을 지지하는 스트럿을 포함한다. 서스펜션 베어링은 스트럿의 윗 부분, 휠과 지면에 반대편, 서스펜션 스프링과 자동차의 몸체에 고정된 상부 부재 사이에 위치된다. 스프링은 댐퍼 피스톤 로드 주위에 위치되고, 그 말단은 자동차의 몸체에 고정된다.
서스펜션 베어링은 롤링 베어링(rolling bearing), 바텀컵(bottom cup), 탑컵(top cup) 및 상기 컵들 사이에 위치된 적어도 하나의 밀봉부를 포함한다. 밀봉부를 제외하고, 서스펜션 베어링을 형성하는 다양한 요소는 그 기계적 강도를 증가시키기 위하여 보통 금속으로 제조된다. 탑컵은 롤링 베어링의 상부 궤도와 상부 부재 사이에 삽입되는 반면, 바텀컵은 롤링 베어링의 하부 궤도와 서스펜션 스프링 사이에 삽입된다. 따라서, 서스펜션 베어링은 롤링 베어링의 레이스들 사이에 상대적인 각운동을 가능하게 하여, 서스펜션 스프링과 자동차의 몸체 사이의 축력을 전달하기에 적절하다.
이러한 서스펜션 베어링, 특히 MSBU 타입은 지나친 환경에서 사용이 요구된다. 예를 들어, 자동차는 침수되거나, 더럽거나 진흙창인 도로를 주행할 수 있어야 하고, 고압수로 세척될 수 있어야 한다. 이러한 상태에서, 물 또는 다른 오염 입자의 칩입이 베어링, 특히 롤링 베어링 내에 발생하여, 그 사용 기간과 각각의 성능에 유해한 결과를 초래할 수 있다. 밀봉부 또는 베어링 내에 병합된 밀봉부는 서스펜션 베어링 내로의 이 침입을 방지하도록 설계된다.
문헌 US-A-5 618 116호, JP-A-1997 303 474호 및 JP-A-2009 002 425호는 밀봉부가 끼워진 다양한 서스펜션 베어링을 기술한다. 이들 각각의 베어링에서, 고무 밀봉부는 금속 지지부 상에 오버몰딩(overmould)되는 반면, 그 밀봉부 립은 금속 표면상에 받쳐진다. 고무 밀봉부와 금속 표면 사이의 슬라이딩 접촉부(sliding contact) 때문에, 이런 이유로, 밀봉부 및 이러한 베어링의 신뢰도는 전반적으로 만족스럽지 않다.
FR-A-2 948 739호는 플라스틱으로 제조된 바텀컵 상에 오버몰딩된 밀봉 부재를 포함하는 서스펜션 베어링 장치를 기술한다. 밀봉 부재는 하측(bottom side) 상의 바텀컵을 커버하여 서스펜션 스프링을 위한 베어링 수단을 형성한다. 밀봉 부재와 컵의 기하형상은 이들 요소를 더욱 제조하는데 복잡하게 만드나, 오버몰딩 후에, 이들 요소들 사이에 상대적인 기계적 접착력을 개선시킨다.
DE-A-10 2006 057559호는 두 개의 밀봉부(도 4 및 도 4b)를 포함하는 또 다른 서스펜션 베어링 장치를 기술한다. 밀봉부 중 하나는 단순한 모양을 가지나, 다른 밀봉부는 복잡한 모양을 가진다. 후자는 캡, 두 개의 밀봉 립을 포함하는 밀봉 요소, 스냅 연결을 위한 요소 및 추가적인 축방향 댐핑 요소를 포함한다. 이 밀봉부의 구성 부분은 하나의 재료로 제조되는 단일 부품으로 결합될 수 있고, 이는 상부컵에 스냅 연결부로 고정된다. 대안적으로, 밀봉부의 구성 부분은 다양한 재료로 제조된 여러 부품일 수 있고, 이는 함께 조립되어서, 상부컵에 스냅 연결부로 고정된다.
본 발명의 목적은 향상된 서스펜션 베어링 장치를 제안하는 것이다.
따라서, 본 발명의 주제는 적어도 하나의 롤링 베어링과, 바텀컵 및 플라스틱으로 제조된 탑컵 - 이들 각각은 롤링 베어링과 접촉함 - 과, 물 또는 오염 입자의 침입으로부터 롤링 베어링을 보호하기에 적절한 적어도 하나의 밀봉부를 포함하는 서스펜션 베어링 장치를 제조하기 위한 방법이다. 본 방법은 바텁컵과 탑컵 사이의 플라스틱으로 제조된 지지 요소 상에 열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부를 위치시키는 적어도 하나의 단계를 포함한다. 또한, 본 방법은 열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부에 대하여, 그 지지 요소 상의 이 밀봉부를 경화시키는 단계도 포함한다.
이에 따라, 플라스틱으로 제조된 지지 요소 바로 위에, 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부를 경화시키는 덕분에, 지지 요소와 이 밀봉부 사이의 기계적 접착성은, 금속 지지부 상에 장착된 밀봉부 또는 플라스틱 지지부 상에 오버몰딩되는 기존의 장치와 비교할 때, 개선된다. 게다가, 탄성체, 특히 고무로 제조된 밀봉부의 사용은 열경화성 플라스틱, 특히 폴리에틸렌(TPE) 또는 폴리우레탄(TPU)으로 제조된 밀봉부와 비교할 때, 여러 가지 이점을 가진다. 지지부의 제1 컵과 반대편에 있는 제2 컵과 접촉하는 밀봉부의 말단에서 저항 토크가 감소된다. 제2 컵 상의 이들 립들의 밀봉 첩촉의 효율도 향상되어서, 서스펜션 베어링 장치의 작동 성능과 신뢰성이 향상된다. 게다가, 압축 영구 뒤틀림 특성과 마모에 대한 밀봉부의 저항 또한 향상되어서, 그들의 사용기간이 증가되어, 서스펜션 베어링 장치의 사용 기간도 증가된다.
본 발명에 따른 방법의 사용에 의해 얻어지는 서스펜션 베어링 장치는 여러 밀봉부를 포함할 수 있고, 이 중 적어도 하나의 밀봉부는 열경화성 탄성체로 제조된다.
본 발며에 따른 방법의 특징의 다른 이점(각각 또는 조합)에 따르면 다음과 같다.
- 열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부에 대하여, 경화시키는 단계는 이 밀봉부를 그 지지 요소 상에 위치시키는 단계와 동시에 수행된다.
- 열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부에 대하여, 경화시키는 단계는 이 밀봉부를 그 지지 요소 상에 위치시키는 단계 이후에 수행된다.
- 열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부에 대하여, 경화시키는 단계는 이 밀봉부와 그 지지 요소를 롤링 베어링 및 제2 요소와 조립시키는 단계 이전에 수행되어, 밀봉부가 밀봉 접촉하는 바텀컵과 탑컵 사이의 지지 요소와 구별된다.
- 열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부에 대하여, 경화시키는 단계는 이 밀봉부와 그 지지 요소를 롤링 베어링 및 제2 요소와 조립시키는 단계 이후에 수행되어, 밀봉부가 밀봉 접촉하는 바텀컵과 탑컵 사이의 지지 요소와 구별된다.
- 밀봉부 또는 각각의 밀봉부에 대하여, 위치시키는 단계는 특히 이 지지 요소를 수용하기에 적절한 압축된 몰드 내에서, 그 지지 요소 바로 위에서 이 밀봉부를 몰딩하는 단계와 동시에 수행된다.
- 열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부에 대하여, 그 지지 요소 바로 위에 이 밀봉부를 위치시키는 단계는 압축 몰드 내에서 밀봉부 또는 밀봉부들의 사전형성 단계 이후에 수행된다.
- 열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부에 대하여, 위치시키는 단계는 그 지지 요소를 처리하는 단계 이후에 수행되되, 상기 처리하는 단계는, 특히, 이 밀봉부를 수용하도록 설계된 지지 요소의 적어도 하나의 표면 상에 정착제를 증착시키는 단계를 포함한다.
- 본 방법은 플라스틱으로 제조된 하나의 그리고 동일한 지지 요소 상에 열경화성 탄성체로 제조된 적어도 두 개의 밀봉부를 위치시키는 단계 및 하나의 그리고 동일한 지지 요소 상에 위치된 이들 밀봉부를 동시에 경화시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가적인 주제는 서스펜션 베어링 장치인데, 이는 주축을 따라 축방향 정지부를 형성하는 적어도 하나의 롤링 베어링과 플라스틱으로 제조된 바텀컵 및 탑컵 - 이들 각각은 롤링 베어링과 접촉함 - 과, 열경화성 탄성체로 제조된 적어도 하나의 밀봉부를 포함한다. 바텀컵은 서스펜션 스프링에 대한 베어링 수단을 형성한다. 밀봉부 또는 각각의 밀봉부는 바텀컵과 탑컵 사이의 플라스틱으로 제조된 제1 요소 상에서 경화되고, 바텀컵과 탑컵 사이의 플락스틱으로 제조된 제2 요소와 밀봉 접촉하도록 위치된다.
바람직하게는, 롤링 베어링 또는 각각의 롤링 베어링은 바텀컵과 접촉하는 하부 궤도, 탑컵과 접촉하는 상부 궤도 및 상기 궤도들 사이에 위치된 적어도 하나의 롤링 요소 어레이를 포함한다.
또한, 바람직하게는, 밀봉부 또는 각각의 밀봉부는 실질적으로 환형 모양의 베이스를 포함하되, 상기 베이스는 바텀컵과 탑컵 사이의 플라스틱으로 제조된 제2 요소와 밀봉 접촉하도록 위치된 적어도 하나의 밀봉 립을 뻗게한다.
본 발명의 추가적인 주제는 댐퍼와 상기 언급된 서스펜션 베어링을 포함하는 자동차 스트럿이다.
본 발명은 비-제한적인 예시와 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 설명을 읽는다면 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 서스펜션 베어링 장치와 댐퍼 로드 및 서스펜션 스프링을 포함하는 본 발명에 따른 스트럿의 부분 축단면도이다.
도 2는 롤링 베어링, 바텀컵, 탑컵 및 상기 탑컵 상에 오버몰딩된 두 개의 밀봉부를 포함하는 서스펜션 베어링 장치를 나타낸, 도 1에서 세부사항(Ⅱ)의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 서스펜션 베어링 장치를 나타내며, 댐퍼 로드 및 서스펜션 스프링은 도시되지 않은, 도 1과 유사한 단면도이다.
도 4는 도 3의 서스펜션 베어링 장치를 나타내는, 도 2와 유사한 단면도이다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 서스펜션 베어링 장치(10)를 나타내고, 이는 본 발명에 따른 스트럿(1)에 끼워지기에 적절하다.
도 1에 부분적으로 도시된 스트럿(1)은 자동차 서스펜션 시스템으로 병합된다. 스트럿(1)은 자동차의 액슬과 휠(간략화를 위하여 미도시)을 지지한다. 자동차의 휠이 평평한 지면 상에 받쳐질 때, 스트럿(1)은 실질적으로 수직 방향으로 위치된 주축(X1)을 따라 뻗어나간다. 스트럿(1)은 피스톤 몸체를 포함하는 댐퍼 피스톤 댐퍼 로드(2), 서스펜션 스프링(2) 및 서스펜션 베어링 장치(1)를 포함한다. 로드(2)와 스프링(3)은 도 1에 부분적으로 도시되나, 피스톤 몸체는 간략화를 위하여 도시되지 않는다.
이하에서, 공간적으로 장치(10)를 용이하게 알아보기 위하여, 하측(Ci)은 지면 및 자동차의 휠에 위치된 것으로 정의되고, 상측(Cs)은 하측(Ci), 지면 및 휠에 반대쪽이다. 또한, 주축(X1)에 대응하는 내측(Cc)이 정의되고, 외측(Ce)은 장치(10)에 대하여 축(X1)의 반대쪽이다. 또한, 주축(X1)에 대하여 반경 방향 및 축 방향이 정의된다. 좀 더 구체적으로, 하측(Ci)을 향하는 하축방향(Di)은 축(X1)과 평행하고, 상측(Cs)을 향하는 상축방향(Ds)는 축(X1)과 평행하며, 내측(Cc)를 향하는 중심 반경 방향(Dc)은 축(X1)에 대해 반경 방향을 향하며, 외측(Ce)을 향하는 외측 반경 방향(De)은 축(X1)에 대해 반경 방향으로 정의된다.
댐퍼 로드(2)는 축(X2)를 따라 뻗어 나가서 댐퍼 피스톤의 몸체로 슬라이드된다(미도시). 자동차의 서스펜션 시스템이 정지중일 때, 도 1에서와 같이, 로드(2)의 축(X2)는 스트럿(1)의 주축(X1)과 구별되지 않는다. 로드를 윗 부분에 연결하기 위한 수단뿐만 아니라 스트럿(1)의 윗 부분은 상측(Cs) 상에 있다(간략화를 위하여 미도시).
서스펜션 베어링 장치(10)는 단일 각진-접촉면의 롤링 베어링(rolling bearing, 20), 바텀컵(bottom cup, 30), 탑컵(top cup, 40) 및 두 개의 밀봉부(seal, 60, 80)를 포함한다. 전반적으로, 장치(10) 및 그 구성 요소(20, 30, 40, 60, 80)는 중심축(X10)에 대하여 회전의 모양을 가진다. 장치(10) 내에서 컵(30, 40) 사이에서 하우징(50)은 경계를 짓고, 상기 하우징 내에 롤링 베어링(20)과 밀봉부(60, 80)가 수용된다. 장치(10)내에서, 컵(40)은 밀봉부(60, 80)를 지지하기 위한 요소를 형성하고, 이는 컵(40)에 대해 접촉 밀봉된다. 도 1의 이 예에서, 축(X10)에 대하여 장치(10)의 내부 지름이 대략 100 밀리미터이다. 자동차의 서스펜션 시스템이 정지 중일 때, 도 1에서와 같이, 축(X10))은 축(X1, X2)와 구별되지 않는다.
서스펜션 스프링(3)은 한 편으로, 하측(Ci) 즉, 댐퍼 피스톤의 몸체와 다른 한 편으로, 상측(Cs) 즉, 서스펜션 베어링 장치(10)에 끼인 바텀컵(30) 사이에서 받쳐지기 위하여 위치된다. 스프링(3)은 로드(2)와 축(X1) 주위에 감긴다. 스프링(3)은 자동차의 서스펜션 시스넴에 가해진 스트레스에 따라 탄성적으로 변형할 수 있다. 스프링(3)은 컵(30)에 대하여 상축방향(Ds)으로 축력을 가하고, 장치(10)로 이들 힘을 전달한다. 이 경우에, 장치(10)의 내부 틈새 때문에, 탑컵(40)에 대한 바텀컵(30)의 축운동은 상축방향(Ds)으로 발생할 수 있다.
롤링 베어링(20)은 케이지(cage, 24) 내에, 하부 내부 궤도(bottom and inner race, 21), 상부 외부 궤도(top and outer race, 22) 및 내부 궤도(21)과 외부 궤도(22) 사이에 위치된 각진 접촉면 내의 롤링 요소(rolling element, 23)을 포함한다. 내부 궤도(21)는 외부 궤도(22)보다 축(X10)에 반경 방향으로 가깝다. 내부 궤도(21)는 내부-하측(Cc+Ci) 상에 위치되나, 외부 궤도(22)는 외부-상측(Ce+Cs) 상에 위치된다. 궤도들(21, 22)은 스탬핑에 의해 형성되고, 금속인 것이 바람직하다. 이 경우에, 각각의 궤도들(21, 22)은 롤링 베어링(20) 내에 롤링 요소(23)를 위한 스탬핑된 궤도를 형성한다. 좀 더 구체적으로, 내부 궤도(21)는 요소(23)를 위한 궤도 및 바텀컵(30)에 대하여 베어링하는 내부 표면(inner surface, 26)을 형성하는 외부 표면(outer surface, 24)을 포함하나, 외부 궤도(22)는 요소(23)를 위한 궤도 및 탑컵(40)에 대하여 베어링하는 외부 표면(outer surface, 26)을 형성하는 내부 표면(inner surface, 27)을 포함한다.
실제로, 롤링 베어링(20)은 장치(10) 내 컵들(30, 40) 사이에서 방향(Ds, Di)으로 축방향 정지부(axial stop)를 형성한다. 이에 따라, 롤링 베어링(20) 및 장치(10)는 스트럿(1) 내에 축방향 정지부를 형성한다. 롤링 베어링(20)은 한 편으로, 축(X10)에 대하여 궤도들(21, 22) 사이에서 상대적인 피봇팅을 가능하게 하고, 다른 한 편으로, 자동차의 몸체에 대하여 로드(2)의 축(X2)의 경사짐을 가능하게 한다. 롤링 베어링(20)은 동작 중에 장치(10) 내의 힘과 마찰을 제한하기 위하여 각진 접촉면에 있는 것이 바람직하다. 도 1 및 도 2의 예시에서, 롤링 요소(23)는 볼이고, 상기 볼의 궤도들(21, 22)을 가진 각진 접촉면은 축(X10)에 대하여 실질적으로 45°기울어진 축을 따라 향한다. 대안적인 예시로서, 롤링 요소(23)는 롤러일 수 있다.
바텀컵(30)은 장치(10) 내의 축 부분(30A), 반경 부분(30B) 및 부분(30C)을 포함하고, 하측(Ci) 상에 하우징(50)과 접한다. 전반적으로, 부분들(30A, 30B)은 스프링(3) 상의 오목한 표면(31)이 형성된 움푹한 곳에 L 형태이다. 표면(31)의 오목한 곳은 외측-하측 방향(De+Di)을 향한다. 오목한 측면상에서, 표면(31)은 축 부분(30A)의 외측(Ce) 상의 평평한 부분(31a)에 의해 연장되고, 반경 부분(30B)의 하측(Ci) 상의 평평한 부분(31b)에 의해 연장된다. 부분(30C)은 반경 부분(30B)의 상측(Cs)로부터 상축방향(Ds)으로 뻗어나가고, 하우징(50) 내에 면(face, 32)을 포함한다. 내부 면(32)은 내부-하측(Dc+Di) 방향으로 각진 롤링 베어링(20)의 하부 궤도(21)의 표면(26)을 수용하는 오목한 표면(33)을 포함한다. 또한, 내부 면(32)은 밀봉부(60)가 접촉하는 둥글고 볼록한 표면(convex surface, 34) 및 밀봉부(80)가 접촉하는 반경 환형 표면(radial annular surface, 35)을 포함한다.
탑컵(40)은 중간 부분(median portion, 40A), 외부 부분(outer portion, 40B) 및 내부 부분(inner portion, 40C)을 포함한다. 중간 부분(40A)(부분들(40B, 40C)보다 두꺼워서 더 강함)은 외부-상측 방향(De+Ds)으로 각진 로링 베어링(20)의 외부 궤도(22)를 수용한다. 외부 부분(40B)은 중간 부분(40A)의 외측(Ce)으로부터 하축방향(Di)으로 뻗어 나간다. 내부 부분(40C)은 중간 부분(40A)로부터 L을 형성하는데, 처음에는 중심 반경 방향(Dc)이다가 전반적으로 하축방향(Di)이다. 컵(40)은 하우징(50) 내에 면(42)을 포함하고, 이는 아래 상세히 설명되는 바와 같이, 부분들(40A, 40B, 40C) 상에서 뻗어나간다. 내부 면(42)은 동시에 내측(Cc), 상측(Cs) 및 외측(Ce) 상에서 하우징(50)과 접한다.
실제로, 바텀컵(30)은 서스펜션 스프링(3)에 의해 장치(10)에 가해진 힘(본질적으로 축방향)을 롤링 베어링(20)으로 전달한다. 좀 더 구체적으로, 이들 힘은 본질적으로 상축방향(Ds)으로 향하고, 스프링(3)에 의해 컵(30), 롤링 베어링(20), 그리고 나서, 컵(40)으로 전달된다. 본 발명의 맥락에서, 컵들(30, 40)은 가령 폴리아미드 PA66 또는 PA6과 같은 플라스틱으로 제조된다. 이 플라스틱은 장치(10)의 작동 조건에서 역할을 하기에 충분히 강하다. 이 플라스틱은 금속 컵들과 비교하여, 밀봉부들(60, 80)과 컵들(30, 40) 사이의 접착을 향상시킨다.
컵들(30, 40) 사이를 경계짓는 하우징(50)을 밀봉하는 것은 롤링 베어링(20)과 베어링(10)의 작동을 방해하지 않기 위해 중요하다. 하우징(50)은 바텀컵(30)의 반경 부분(30B)에 속하는 모서리(edge, 37)와 탑컵(40)의 외부 부분(40B)에 속하는 모서리(47) 사이를 경계짓는 외부 개구(outer opening, 51)를 포함한다. 마찬가지로, 하우징(50)은, 부분들(30A, 30B)에 의해 형성되는 L의 구석에 위치하고 바텀컵(30)에 속하는 모서리(38)와 탑컵(40)의 내부 부분(40C)에 속하는 모서리(48) 사이를 경계짓는 내부 개구(inner opening, 52)를 포함한다. 개구(52)로부터 바텀컵(30)의 부분들(30B, 30C)과 탑컵(40)의 부분(40C)은 하우징(50) 내에 래버린스(labyrinth, 53)를 형성한다.
밀봉부들(60, 80)은 각각 개구(51)와 개구(52)에서, 탑컵(40) 상에 위치된다. 각각의 밀봉부들(60, 80)은 바텀컵(30), 표면(34)과 내부 면(32)의 표면(35)에 대해 밀봉 접촉하는 각각의 밀봉 립(64, 84)을 포함한다. 실제로, 립들(64, 84)은 장치(10)가 동작 중일 때 컵(40)에 대하여 변형가능하나, 밀봉 접촉은 유지한다. 특히, 립(84)은 도 1 및 도 2에 컵(30)과 접촉하여 변형된다.
실제로, 래버린스(53) 및 밀봉부(60, 80)는 장치(10)의 내측(Cc) 및 외측(Ce)로부터 동시에 하우징(50) 내로 물과 오염 입자의 침입을 막는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 탑컵(40)의 내부 면(42)은 롤링 베어링(20)의 외부 궤도(22)의 표면(28)을 수용하는 오목한 표면(43)을 포함한다. 또한, 면(42)은 부분(40A) 상에 구성된 반경 환형 표면(radial annular surface, 44)을 포함하고, 롤링 베어링(20)과 개구(51) 사이에서, 밀봉부(60)를 수용하도록 설계된다. 또한, 면(42)은 반경 환형 표면(45)와 축 원통 표면(axial cylindrical surface, 46)을 포함하고, 롤링 베어링(20)과 래버린스(53) 사이에서 부분(40C)상에 구성되며, 밀봉부(80)를 수용하도록 설계된다. 면(42)은 면(32)의 반대편에 위치되고, 상기 면들은 모두 밀봉부(60, 80)의 립(64, 84)에 대해 충분히 근접하고, 하우징(50)에 걸쳐 뻗어나간다.
외부 밀봉부(60)는 장치(10)의 외측(Ce)에 위치되고, 장치(10)의 외부 개구(51)에서 밀봉부를 제공하도록 설계되나, 내부 밀봉부(80)는, 래버린스(53)와 상보적으로, 장치(10)의 내측(Cc)에 위치되고, 장치(10)의 내부 개구(52)에서 밀봉부를 제공하도록 설계된다. 밀봉부(60)는 축(X10)을 둘러싸는 실질적으로 환형 모양의 베이스(base, 61)를 포함하는데, 밀봉 립(64)은 상기 베이스로부터 뻗어 나간다. 밀봉부(80)는 축(X10)을 둘러싸는 실질적으로 환형 모양의 베이스(81)를 포함하는데, 밀봉 립(84)은 상기 베이스로부터 뻗어 나간다. 베이스(61)는 상측(Cs) 상의 컵(60)의 표면(44)에 대해 위치되는 것이 적절한 반경 환형 표면(62)을 포함한다. 베이스(81)는 반경 환형 표면(82)과 축 원통 표면(83)을 포함하고, 상기 포면들은 컵(40)의 표면들(45, 46)에 대해 부분(40C)의 구석에 각각 위치되는 것이 적절하다. 베이스(61, 81)의 환형 모양은 기존의 특정 장치(L-모양 또는 U-모양을 포함함)와 비교할 때, 간단하고, 이는 밀봉부(60, 80)의 제조 및 장치(10)로의 병합을 간소화시킨다.
아래에 자세히 설명되는 바와 같이, 밀봉부들(60, 80)은 열경화성 탄성체, 바람직하게는 고무로 제조되어서, 컵(40) 상에 직접 경화(가황처리)된다. 탄성체, 특히 고무로 제조된 밀봉부들(60, 80)을 사용하는 것은 열경화 플라스틱, 예를 들어, 폴리에틸렌(TPE) 또는 폴리우레탄(TPU)으로 제조된 밀봉부와 비교할 때, 여러 가지 장점을 가진다. 컵(40)과 접촉하는 립들(64, 84)의 말단에서 저항 토크가 감소된다. 컵(40) 상의 이들 립들(64, 84)의 밀봉 접촉의 효율 또한 향상된다. 밀봉부들(60, 80)의 압축 영구 뒤틀림(compression set)도 향상된다. 마모에 대한 밀봉부들(60, 80)의 저항성도 향상되고, 이는 사용 기간을 증가시킨다. 직접, 컵(40) 상에 밀봉부들(60, 80)의 경화에 의하여, 컵(30)의 플라스틱과 밀봉부들(60, 80)의 탄성체 사이의 기계적 접착도가, 밀봉부가 금속 지지대에 장착되는 장치에 비하여, 향상된다.
서스펜션 베어링 장치(10)를 제조하기 위한 방법의 다양한 단계가 아래에 자세히 설명된다.
본 방법은 롤링 베어링(20), 컵(30), 컵(40) 및 밀봉부들(60, 80)을 제조하기 위한 단계를 포함하고, 이들은 보통 구별되고, 동시 또는 임의의 순서로도 달성될 수 있다.
바람직하게는, 본 방법은 컵(40)을 처리하는 단계를 포함하고, 상기 단계는 이 컵(40)과 밀봉부들(60, 80) 사이의 마지막 접착성을 향상시키도록 설계된다. 특히, 이 처리 단계는 컵(40)의 표면들(44, 45, 46) 상에 정착체(fixing agent)를 증착시키는 것을 포함할 수 있고, 이는 밀봉부들(60, 80)을 수용하도록 설계된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이 단계는 본 출원에 적절한 임의의 처리를 포함할 수 있다.
본 방법은 밀봉부들(60, 80) 각각에 전반적인 모양을 형성시키는 몰딩 단계를 포함한다. 이 몰딩 단계는 보통 압축된 몰드 내에서 수행된다. 비-제한적인 예시로서, 고무로 제조된 밀봉부들(60, 80)은 50 바 이상의 압력과 60 내지 150℃에서 몰딩될 수 있다. 몰딩의 제1 방법에 따르면, 각각의 밀봉부들(60, 80)은, 컵(40)이 몰드 내에 위치되지 않고, 단독으로 몰딩될 수 있다. 이 경우에, 몰딩 단계는 밀봉부들(60, 80)의 사전형성을 얻을 수 있고, 이는 컵(40) 상에 나중에 위치된다. 제2 몰딩 방법에 따르면, 각각의 밀봉부들(60, 80)은 컵(40) 상에 직접 몰딩될 수 있다. 이 경우에, 몰드는 이 컵(40)을 수용하기에 적절하다.
또한, 본 방법은 각각의 밀봉부들(60, 80)에 대하여, 컵(40) 상에 이 밀봉부를 위치시키는 단계를 포함한다. 제1 위치시키는 방법에 따르면, 각각의 밀봉부들(60, 80)은 몰딩에 의한 사전형성 단계 후에 컵(40) 상에 위치될 수 있다. 제2 위치시키는 방법에 따르면, 각각의 밀봉부들(60, 80)은 몰딩 단계와 동시에 압축된 몰드 내에서 컵(40) 사에 직접 위치될 수 있다. 이 경우에, 두 밀봉부들(60, 80)은 컵(40) 상에서, 하나의 그리고 동일한 몰드 내에서 동시에 몰딩되고 위치되거나, 두 개의 다른 몰드에서 연속적으로 몰딩되고 위치될 수 있다.
또한, 본 방법은 각각의 밀봉부들(60, 80)에 대하여, 컵(40) 상에서 경화되는 단계를 포함한다. 제1 경화 단계에 따르면, 각각의 밀봉부들(60, 80)은, 특히 구체적인 경화 몰드 내에서, 위치시키는 단계 후에 컵(40) 상에서 경화될 수 있다. 제2 경화 단계에 따르면, 각각의 밀봉부들(60, 80)은, 위치시키는 단계와 동시에 컵(40) 상에서 직접 경화될 수 있다. 이 경우에, 바람직하게는, 하나의 그리고, 동일한 밀봉부들(60, 80)의 몰딩 단계, 위치시키는 단계, 경화 단계는 동시에, 즉, 방해없이, 몰드로부터 컵(40)을 제거하지 않으면서 수행될 수 있다. 또한, 바람직하게는, 그리고 나서, 툴리지(toolage)는 컵(40) 상에, 동시에, 두 밀봉부들(60, 80)을 형성하고, 위치시키고 경화시키기에 적절하다.
또한, 본 방법은 롤링 베어링(20)과 컵(30)을 밀봉부들(60, 80)이 제공된 컵(40)과 조립하는 단계를 포함하여서, 완성된 장치(10)를 형성합니다. 제1 조립 방법에 따르면, 이 단계는 경화 단계 또는 단계들 이후에 수행된다. 제2 조립 방법에 따르면, 이 단계는 위치시키는 단계 또는 단계들 이후, 컵(40) 상의 밀봉부들(60, 80)을 경화시키는 단계 또는 단계들 이전에 수행된다. 이 조립 단계 동안에, 각각의 밀봉부들(60, 80)은 컵(30)과 밀봉 접촉된다.
대안적으로서, 장치(10)를 제조하기 위한 방법은 본 발명의 맥락에서 벗어남 없이 다양하게 수행될 수 있다.
예를 들어, 장치(10)는 단일 밀봉부(60 또는 80)를 포함할 수 있다. 또 다른 예시에 따르면, 밀봉부는 지지 요소로서 컵(30) 상에서 경화되는 반면, 그 립은 컵(40)에 접촉된다. 또 다른 예시에 따르면, 컵(30)은 제1 밀봉부를 수용하는 반면, 컵(40)은 제2 밀봉부를 수용할 수 있고, 상기 밀봉부들은 그 측면, 내측(Cc) 및 외측(Ce) 각각에 롤링 베어링(20)을 보호한다.
생산 방법에 관계없이, 본 방법은 열경화성 탄성체로 제조된 각각의 밀봉부(60 및/또는 80)는 그 지지 요소(30 또는 40) 상에 이 밀봉부를 경화시키는 단계를 포함한다. 연속으로 또는 거의 동시에 하는 몰딩 단계, 위치시키는 단계, 경화단계는 각각의 밀봉부(60 또는 80)과 관계있다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 서스펜션 베어링 장치(110)의 제2 실시예를 나타낸다.
본 장치는 도 1의 스트럿(1)에 끼워지기에 적절하다. 로드(2) 및 스프링(3)은 간략화를 위하여 도 3에 나타나지 않는다.
장치(110)를 형성하는 어떤 요소는, 상기 기술된 장치(10)를 형성하는 요소들과 비교할 때, 유사한 기능을 하지만 상이한 구조를 가지고, 100 만큼 커진 동일한 참조번호를 가진다. 이들은 베이스(161), 위치 표면(162, 163) 및 립(164)를 포함하는 밀봉부(160), 베이스(181), 위치 표면(182, 183) 및 립(184)을 포함하는 밀봉부(180), 컵(130), 그의 부분(130A, 130B, 130C), 밀봉부(160)의 위치 표면(162, 163)을 위한 표면(134a, 134b), 밀봉부(180)의 위치 표면(182, 183)을 위한 표면(135a, 135b)를 포함하는 표면(132), 컵(140), 그의 부분(140C), 밀봉부(180)의 립(184)을 밀봉 접촉하면서 수용하는 표면(146), 하우징(150), 개구(151, 152), 래버린스(153) 및 축(X110)이다.
장치(110)를 형성하는 다른 요소는 상기 기술된 장치(10)의 것들과 동일하고, 동일한 참조 번호를 가진다. 이들은 롤링 베어링(20), 부분들(40A, 40B) 및컵(140)의 표면(44)이다.
제1 실시예와 주요 차이점은 바텀컵(130) 상의 밀봉부들(160, 180)의 위치시킴에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 밀봉부(160)는 컵(130)의 표면들(134a, 134b)에 의해 형성된 하우징 내의 개구(151)에 위치되는 반면, 밀봉부(180)는 컵(130)의 표면(135a, 135b)에 의해 형성된 하우징 내의 개구(152)에 위치된다. 밀봉부들(160, 180)의 립들(164, 184)은 컵(140)에 밀봉 접촉하여, 각각 표면(44) 및 표면(146)에 대해 수용된다.
이 차이를 별론으로 하고, 장치(110)는 상기 기술된 장치(10)의 방법과 유사한 방법에 따라 제조될 수 있다. 바람직하게는, 표면들(134a, 134b, 135a, 135b)은 밀봉부(160, 180)의 위치시키는 단계 이전에, 정착제의 증착과 같은 처리를 받아야 한다. 밀봉부들(160, 180)은 열경화성 탄성체로 제조되고, 그들의 지지 요소, 특히 컵(140) 상에서 경화된다.
더구나, 스트럿(1)은 본 발명의 맥락에서 벗어남 없이 도면과 상이한 방식으로 형성될 수 있다. 특히, 적어도 장치(10 또는 110)를 형성하는 일부 요소는 본 발명의 맥락에서 벗어남 없이 도 1 내지 4와 상이하게 형성될 수 있다.
변형예가 도시되지 않지만, 서스펜션 베어링 장치(10 또는 110)는 자동차의 서스펜션 시스템이외의 서스펜션 시스템에 맞춰질 수 있다.
도시되지 않은 또 다른 변형예에 따르면, 롤링 베어링(20)은 각진 베어링이 아닌 곧은 베어링을 가질 수 있다.
도시되지 않은 또 다른 변형예에 따르면, 적어도 하나의 궤도(20)는 컵(30) 및/또는 컵(40) 상에서 직접 형성될 수 있다.
도시되지 않은 또 다른 변형예에 따르면, 장치(10 또는 110)는 탄성체로 제조된 밀봉부를 포함할 수 있고, 이는 그들의 지지 요소 상에서 경화되고, 열경화성 플라스틱으로 제조된 다른 밀봉부는 그들의 지지 요소 상에서 오버몰딩되는 것이 바람직하다.
도시되지 않은 또 다른 변형예에 따르면, 컵(30, 40)은 외측(Ce) 상의 축(X1)으로부터 구석(47)보다 더욱 떨어진 구석(37)으로 형성될 수 있는 반면, 구석(38)dsm 내측(Cc) 상의 축(X1)에 대해 구석(48)보다 더욱 근접하다. 따라서, 개구(51, 52)는 어떤 경우에, 내측(Ci) 및 휠에서 발생할 수 있는 침입으로부터 더욱 잘 보호한다.
도시되지 않은 또 다른 변형예에 따르면, 밀봉부(60, 80, 160 및/또는 180)는 두 개의 컵들 사이의 제1 지지 요소와 구별되는 제2 요소와 접촉하는 두 개의 밀봉 립을 포함할 수 있다. 따라서, 장치(10)의 내부 하우징(50) 내에서, 물 또는 오염 입자의 칩입 위험이 더욱 감소된다.
실시예와 관련없이, 장치(10 또는 110)는 플라스틱으로 제조된 바텀컵(30 또는 130) 및 탑컵(40 또는 140)(이들 각각은 롤링 베어링(20)과 접촉함), 바텀컵과 탑컵 사이의 플라스틱으로 제조된 제1 요소 상에서 경화되고, 바텀컵과 탑컵 사이의 플라스틱으로 제조된 제2 요소와 밀봉 접촉하여 위치되는 열경화성 탄성체로 제조된 적어도 하나의 밀봉부(60, 80, 160 및/또는 180)를 포함한다. 플라스틱 또는 탄성체로 제조된 요소를 최대한 사용함에 의하여, 장치의 비용은 금속 요소를 사용하는 장치에 비하여 감소된다.
게다가, 다양한 실시예의 기술적 특징은 전체 또는 일부, 서로 결합된다. 따라서, 서스펜션 베어링 장치와 스트럿은 비용, 성능 및 사용 간편성과 관점에서 적응될 수 있다.

Claims (13)

  1. 적어도 하나의 롤링 베어링(20)과,
    바텀컵(30; 130) 및 플라스틱으로 제조된 탑컵(40; 140) - 이들 각각은 롤링 베어링(20)과 접촉함 - 과,
    물 또는 오염 입자의 침입으로부터 롤링 베어링(20)을 보호하기에 적절한 적어도 하나의 밀봉부(60; 80; 60, 80; 160; 180; 160, 180)를 포함하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110)를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    상기 방법은 바텁컵(30; 130)과 탑컵(40; 140) 사이의 플라스틱으로 제조된 지지 요소(40/30; 130/140) 상에 열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 (60; 80; 60, 80; 160; 180; 160, 180)를 위치시키는 적어도 하나의 단계를 포함하되,
    또한, 상기 방법은 열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부(60; 80; 160; 180)에 대하여, 그 지지 요소(40/30; 130/140) 상의 이 밀봉부(60; 80; 160; 180)를 경화시키는 단계도 포함하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110)를 제조하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부(60; 80; 160; 180)에 대하여, 상기 경화시키는 단계는 그 지지 요소(40/30; 130/140) 상에 이 밀봉부 (60; 80; 160; 180)를 위치시키는 단계와 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110)를 제조하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부(60; 80; 160; 180)에 대하여, 상기 경화시키는 단계는 그 지지 요소(40/30; 130/140) 상에 이 밀봉부 (60; 80; 160; 180)를 위치시키는 단계 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110)를 제조하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부(60; 80; 160; 180)에 대하여, 상기 경화시키는 단계는 이 밀봉부(60; 80; 160; 180)와 그 지지 요소(40/30; 130/140)를 롤링 베어링(20) 및 제2 요소(30/40; 140/130)와 조립시키는 단계 이전에 수행되어, 밀봉부 (60; 80; 160; 180)가 밀봉 접촉하는 바텀컵(30; 130)과 탑컵(40; 140) 사이의 지지 요소 (40/30; 130/140)와 구별되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110)를 제조하기 위한 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부(60; 80; 160; 180)에 대하여, 상기 경화시키는 단계는 이 밀봉부(60; 80; 160; 180)와 그 지지 요소(40/30; 130/140)를 롤링 베어링(20) 및 제2 요소(30/40; 140/130)와 조립시키는 단계 이후에 수행되어, 밀봉부 (60; 80; 160; 180)가 밀봉 접촉하는 바텀컵(30; 130)과 탑컵(40; 140) 사이의 지지 요소 (40/30; 130/140)와 구별되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110)를 제조하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    밀봉부 또는 각각의 밀봉부(60; 80; 160; 180)에 대하여, 위치시키는 단계는 특히 이 지지 요소(40/30; 130/140)를 수용하기에 적절한 압축된 몰드 내에서, 그 지지 요소(40/30; 130/140) 바로 위에서 이 밀봉부 (60; 80; 160; 180)를 몰딩하는 단계와 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110)를 제조하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부(60; 80; 160; 180)에 대하여, 그 지지 요소(40/30; 130/140) 바로 위에 이 밀봉부(60; 80; 160; 180)를 위치시키는 단계는 압축 몰드 내에서 밀봉부 또는 밀봉부들(60; 80; 160; 180)의 사전형성 단계 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110)를 제조하기 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    열경화성 탄성체로 제조된 밀봉부 또는 각각의 밀봉부(60; 80; 160; 180)에 대하여, 위치시키는 단계는 그 지지 요소(40/30; 130/140)를 처리하는 단계 이후에 수행되되, 상기 처리하는 단계는, 특히, 이 밀봉부(60; 80; 160; 180)를 수용하도록 설계된 지지 요소(40/30; 130/140)의 적어도 하나의 표면(44; 45, 46; 134a, 134b; 135a, 135b) 상에 정착제를 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110)를 제조하기 위한 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    서스펜션 베어링 장치(10; 110)를 제조하기 위한 방법은 플락스틱으로 제조된 하나의 그리고 동일한 지지 요소(40/30; 130/140) 상에 열경화성 탄성체로 제조된 적어도 두 개의 밀봉부(60, 80; 160, 180)를 위치시키는 단계 및
    하나의 그리고 동일한 지지 요소(40/30; 130/140) 상에 위치된 이들 밀봉부(60, 80; 160, 180)를 동시에 경화시키는 단계를 포함하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110)를 제조하기 위한 방법.
  10. - 주축(X1)을 따라 축방향 정지부를 형성하는 적어도 하나의 롤링 베어링(20)과,
    - 플라스틱으로 제조된 바텀컵(30; 130) 및 탑컵(40; 140) - 이들 각각은 롤링 베어링(20)과 접촉하고, 바텀컵 (30; 130)은 서스펜션 스프링(3)에 대해 베어링 수단을 형성함 - 과,
    - 열경화성 탄성체로 제조된 적어도 하나의 밀봉부(60; 80; 60, 80; 160; 180; 160, 180)를 포함하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110)에 있어서,
    밀봉부 또는 각각의 밀봉부(60; 80; 160; 180)는 바텀컵(30; 130)과 탑컵(40; 140) 사이의 플라스틱으로 제조된 제1 요소(40/30; 130/140) 상에서 경화되고, 바텀컵(30; 130)과 탑컵(40; 140) 사이의 플락스틱으로 제조된 제2 요소(30/40; 140/130)와 밀봉 접촉하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110).
  11. 제 10 항에 있어서, 롤링 베어링 또는 각각의 롤링 베어링(20)은 바텀컵(30; 130)과 접촉하는 하부 궤도(21), 탑컵(40; 140)과 접촉하는 상부 궤도(22) 및 상기 궤도들(21, 22) 사이에 위치된 적어도 하나의 롤링 요소(23) 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 베어링 장치(10; 110).
  12. 제 10 항에 있어서,
    밀봉부 또는 각각의 밀봉부(60; 80; 160; 180)는 실질적으로 환형 모양의 베이스(61; 81; 161; 181)를 포함하되, 상기 베이스는 바텀컵(30; 130)과 탑컵(40; 140) 사이의 플라스틱으로 제조된 제2 요소(30/40; 140/130)와 밀봉 접촉하도록 위치된 적어도 하나의 밀봉 립(64; 84; 164; 184)을 뻗게하는 것을 특징으로 하는 서스펜션 베어링 장치 (10; 110).
  13. 댐퍼와 상기 제 10 항 내지 제 12 항에 따른 서스펜션 제어링 장치를 포함하는 자동차 스트럿(1).
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