KR20130143513A - 부품 비틀림을 보상하기 위한 사출 성형 컴포넌트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 제조 정밀도로 제조되는 제1 플라스틱 컴포넌트(4)와, 제2 제조 정밀도로 제조되는 하나 이상의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)를 갖는 소자(2)에 관한 것으로서, 이때 제1 제조 정밀도는 제2 제조 정밀도보다 더 낮으며, 제1 플라스틱 컴포넌트(4)는 하나 이상의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)는 형상 결합 방식으로 연결되어 있으며, 소자는 제1 플라스틱 컴포넌트(4)의 제1 영역에서 상대적으로 낮은 정밀도 요건을 가지며, 소자는 제2 플라스틱 컴포넌트(6)의 하나 이상의 제2 영역에서 상대적으로 높은 정밀도 요건을 가지는 소자는 하나 이상의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)는 소자의 기능 영역(8)으로서 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

부품 비틀림을 보상하기 위한 사출 성형 컴포넌트{INJECTION-MOLDED PARTS FOR COMPENSATING FOR PART WARPAGE}

본 발명은 부품 비틀림을 보상하기 위해 정밀한 면들을 제공하는 소자(element)들에 관한 것이다. 특히 본 발명은 제조 공차를 보상하기 위해 2컴포넌트 구조를 갖는 소자들에 관한 것이다. 또한, 특히 본 발명은 이와 같은 소자와, 차량, 특히 자동차용 컴포넌트와, 제조 공차를 보상하기 위해 2컴포넌트 구조를 갖는 소자의 제조 방법에 관한 것이다.

역사적으로 주로 금속으로 형성되었던 부품 구조 또는 부속품 구조가 많은 기술 분야에서 얼마 전부터 플라스틱을 이용하여 구현되고 있다. 이 경우 플라스틱을 이용하면 제조 비용의 절감이 가능해지는데, 공지의 플라스틱 제조 방법, 예를 들어 사출 성형 방법을 이용하면 금속 컴포넌트보다 더 간단한 제조 및 가공이 가능해지기 때문이다.

특정 조건 하에서, 예를 들어 매우 평평하게, 균일하게 플라스틱 컴포넌트 또는 플라스틱 소자를 사출 성형하는 경우 부품 변형이 생길 수 있으며, 소위 비틀림이 예를 들어 부품 안에서 분자 배향, 섬유 배향 또는 동결 응력 때문에 야기되어 생길 수 있다. 이런 비틀림은 제조 후에, 적어도 요구되는 제조 정밀도와 관련하여 원하던 기하 구조와 어쩌면 상당히 다른 기하 구조의 제조 부품을 발생시킨다. 이는 어쩌면 광범위할 수 있으므로, 제조 부품의 최종 기하 구조와 요구되는 또는 계획한 기하 구조 사이에 편차가 발생하여, 제조 부품이 계획한 사용 목적에 제공될 수 없고 오히려 폐품으로서 제거될 수밖에 없다.

그와 같은 비틀림의 원인은 대개 제조 공정에 근거하며 예를 들어 기밀한 또는 무응력 조립을 어렵게 하거나 또는 플라스틱 부품과 다른 컴포넌트의 용접도 어렵게 한다.

이런 비틀림을 억제할 수 있도록, 부품들과, 공구 최적화 및 공정 최적화와, 공구에서의 치수 보정을 생산에 맞게 구성하도록 고려하면서 비틀림이 적은 특수한 플라스틱 복합 재료가 이용될 수 있다. 그러나 이는 대개 무시할 수 없는 추가 비용과, 여러 번 되부름과, 부품의 반복적 가공과, 적절한 재료들의 선택시 제한 요소들과 관련되어 있다.

본 발명의 한 측면은 2개 단계로 실시되거나 2개 컴포넌트로 이루어지는, 비틀림 위험이 있는 부품의 제조이다.

그러므로 제조 공차를 보상하기 위해 2컴포넌트 구조를 가지는 소자와, 그와 같은 소자를 가지는 차량, 특히 자동차용 컴포넌트와, 제조 공차를 보상하는 2컴포넌트 구조를 가지는 소자의 제조 방법이 독립항들에 따라 제공된다. 바람직한 실시예들이 종속항들로부터 나온다.

본 발명에 따른 방법에 의해 안전하고 잘 계획할 수 있는 제조에서 고정밀도의 부품들이 되부름의 제거하에 그리고 구성 시, 예를 들어 플라스틱 컴포넌트의 횡단면 또는 재료 축적부의 구성시 제한 요소와 선택 시 제한 요소의 제거하에 2개의 안정적인 공정 단계들에 의해 구현될 수 있다.

이 경우 제1 컴포넌트는 부품을 위한 기본 프레임이며, 기본 프레임은 어쩌면 제조 방법 또는 재료 선택에 따라 제조 후에 비틀림을 받으므로 처음에 제1 제조 정밀도를 가지며, 제1 제조 정밀도는 가능성 있는 이용에 상반될 수 있다.

이어서, 제2 컴포넌트들은 더 큰 제2 제조 정밀도로 부품 위에 또는 부품에 설치되며, 제2 컴포넌트들은 실제로 소자 또는 부품의 기능 영역들, 예를 들어 끼워 맞춤 면, 조립 면 또는 용접 면 또는 그러나 연결 가능부들, 예를 들어 개구들 등을 나타낸다. 제2 제조 정밀도는 제1 제조 정밀도보다 더 크므로 고 정밀도의 기능 영역들이 예를 들어 제1 컴포넌트보다 적어도 더 높은 정밀도로 제조된다. 결국, 기능 영역들은 소자 전체의 공차에 중요한 영역들이며 비교적으로 또는 상대적으로 높은 정밀도 요건에 상응한다.

예를 들어, 가장 단순한 부품은 3개 이상의 연결점을 사용하여 그외 소자와 연결되는 평면이 될 수 있다. 평면 내 비틀림은 어쩌면 부품의 기능을 침해하지 않지만, 그외 컴포넌트에 정확하게 조립을 하기 위해서는 3개 연결점들을 정밀하게 구현하는 것이 필수적이다.

본 발명에 따른 소자의 제조에 의해 앞서 언급한 비용 또는 제한 요소는 플라스틱 부품에서 비틀림 위험이 있는 기하 구조의 최적화 시에 제거된다.

본체 또는 제1 컴포넌트를 위해 여러 특성들을 갖는 물질들이 사용되고, 이러한 물질들은 예를 들어 특히 비틀림이 적은 물질보다 더 우수하게 강도 요건들을 충족한다. 얇은 끼워 맞춤 면 또는 용접 면을 위해 또는 일반적으로 소자의 기능 영역들을 위해 특별히 최적화된 플라스틱들이 이용될 수 있다.

단지 부품 또는 소자의 제2 컴포넌트에서 비틀림이 적고 이에 따라 어쩌면 비교적 비싼 플라스틱을 이용하므로, 요구되는 큰 제조 정밀도를 갖는 지점들 또는 기능 영역들에서만 이와 같이 비싼 플라스틱을 절약하며 이용함으로써 비용 경감이 달성될 수 있다.

먼저, 소자 또는 부품의 기본 소자 또는 본체, 이에 따라 소자의 제1 플라스틱 컴포넌트가 특히 특별한 정밀도 요건을 특별히 고려하지 않고 전통적인 방식으로 제조된다. 제1 플라스틱 컴포넌트는 리세스, 예를 들어 개구들 또는 채널들도 가질 수 있으며, 소자의 기능 영역들이 하기에서 제2 플라스틱 컴포넌트로서 리세스 안에 구현되거나 이 리세스를 이용해 구현된다.

제1 플라스틱 컴포넌트의 제조 후에 제1 플라스틱 컴포넌트는 (상당한) 비틀림을 받을 수 있다. 그 결과, 제1 플라스틱 컴포넌트는 특별히 매칭된 제2 사출 성형 공구 안에 삽입될 수 있으며, 예를 들어 앞서 언급한 리세스를 이용하여 제2 플라스틱 컴포넌트가 사출 성형 공구에 의해 사출 성형되고 제1 플라스틱 컴포넌트와 형상 결합 방식으로 연결될 수 있다. 특히 정확한 제조 방법, 높은 생산 정밀도를 가지는 적절한 사출 성형 공구 및 플라스틱의 특별한 선택을 사용하여, 하나 이상의 제2 플라스틱 컴포넌트에 의해 제1 플라스틱 컴포넌트에서 위치가 정확한, 정밀한 평면 또는 기능 영역들이 구현될 수 있으며, 또한 제1 플라스틱 컴포넌트의 비틀림을 보상하거나 또는 비틀림과 무관한 기하 구조를 가질 수 있으며 그 결과 인터페이스, 이에 따라 기능 영역을 이 위에/여기에 조립될 부품에 제공한다. 이 경우 이런 부품은 다른 재료, 예를 들어 금속, 특히 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 제2 플라스틱 컴포넌트는 그외 부품과의 연결을 위한 적절한 용접 부품도 제공할 수 있다.

제1 플라스틱 컴포넌트에 대한 제2 플라스틱 컴포넌트의 제공 또는 형상 결합식 고정이 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 공구 구조에 따라 제2 컴포넌트는 한쪽으로부터 또는 채널들, 예를 들어 더브테일 형상 채널에 걸쳐 제1 컴포넌트 안에서 사출 성형되고 형상 결합 방식으로 고정될 수 있으므로, 본체 안에 고정적으로 놓이거나 본체와 연결된다.

바람직하게는 이 경우 제2 컴포넌트를 위한 기밀한 캐버티를 형성하기 위해 제2 사출 성형의 영역들 안에 제1 컴포넌트의 정확한 수용이 고려될 수 있다. 다시 말하면, 부정확한 제1 컴포넌트는 제2 컴포넌트의 제조를 위해 그외 사출 성형 방법 단계에서 사출 성형 공구 안에 수용될 수 있으므로, 먼저 제2 컴포넌트의 액체 용융물은 이를 위해 제공된 중공 공간(캐버티)로부터 유출되지 않는다.

방금 설명한 본 발명에 따른 소자의 예시적 응용은 특히 변속기를 위한 차량의 유압 모듈에서 응용하는 것이다.

그와 같은 유압 모듈은 이 경우 복수의 클러치 제어 장치를 가질 수 있으며, 클러치 제어 장치는, 예를 들어 개별 플라스틱 모듈로서 형성되어, 모듈 안에서 작동하는 피스톤과 함께 형성되어 있다. 변속기의 적용 및 정확한 실시에 따라서 유압 모듈은 개별 유압 모듈 소자들로 구성될 수 있으며, 유압 모듈 소자들은 특정 변속기를 위한 상응하는 제어 장치들을 구현하기 위해 재차 응용에 적합하게 조합될 수 있다.

그러므로 그와 같은 유압 모듈 소자들은 한편으로 서로 특정 정밀도 요건을 가지고 배치되어야 하지만 비틀림 때문에 언제나 적합하게 구현될 수는 없다. 이를 개선하기 위해, 예를 들어 개별 유압 모듈 소자들의 접촉면들이 제2 플라스틱 컴포넌트를 사용하여 그리고 높은 정밀도 요건의 구현에 의해 제공될 수 있다.

유압 모듈 소자들은 일반적으로 클러치, 시스템 압력 및 탱크를 위한 접속부들을 가지며, 이들은 또한 대개 금속 컴포넌트를 사용하여 구현된다. 그러므로 예를 들어 유압 모듈 소자 안에서 작동하는 제어 피스톤이, 정확하게 배치된 접속부에 의해 적합하게 유압유를 공급받을 수 있도록 접속부들은 상응하는 유압 모듈 소자에서 특정 정밀도 요건에 유의하여 구현되어야 한다.

이들 접속부는 비틀림 때문에 어쩌면 제1 플라스틱 컴포넌트에서 원하거나 또는 요구되는 정밀도로 구현될 수 없으므로, 기능 영역들, 즉 접속부들은 제2 플라스틱 컴포넌트의 사용하에 그리고 높은 제조 정밀도로 상대적으로 높은 정밀도 요건의 구현하에 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들이 도면에 도시되어 있으며 하기의 상세한 설명에서 더 상세히 설명된다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따라 제조 공차를 보상하기 위한 2컴포넌트 구조를 가지는 소자의 실시예에 관한 도이다.
도 2a 및 도 2b는 차량 변속기용 유압 모듈 내 본 발명에 따른 소자의 응용예에 관한 도이다.

도 1a에는 부품 또는 본 발명에 따른 소자(2)를 절개한 일부가 도시되어 있으며, 이러한 소자는 예를 들어 간단하게 균일한 소자로서 형성되어 있다. 소자(2)는 대면적의 평면을 구현하는 하나의 제1 플라스틱 컴포넌트(4) 및 3개의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)로 이루어진다. 제2 플라스틱 컴포넌트(6)는 제1 플라스틱 컴포넌트(4)의 표면과 같은 높이로 밀봉될 수 있거나 또는 도 1a에 도시된 것처럼 원하는 적용에 따라 표면으로부터 돌출할 수도 있다.

제2 플라스틱 컴포넌트(6)의 개구들 또는 기능 영역들(8)은 한편으로 소자(2)를 그외 소자에 고정하는데, 예를 들어 나사체결하는데 사용될 수 있다. 대안으로서 기능 영역(8)은 부품 안으로 들어가는 개구로서 실시되어, 예를 들어 액체 등이 소자(2)의 내부(상세히 도시되지는 않았음)에 제공될 수 있으며 거기에서 원하는 반응이 일어날 수 있다.

제1 플라스틱 컴포넌트(4)는 제조 후에 그외 공구 안에 삽입될 수 있으며, 공구는 예를 들어 제2 플라스틱 컴포넌트(6)의 도 1a에 도시된 형상을 중공 공간으로서 제공한다. 이런 공구 안에서 기능 영역들은 마스크로서 고정밀도로 음각 모사될 수 있다. 그 다음에 채널(10)을 이용하여 적절한 플라스틱 재료가 제공되어 공구 안에서 제2 플라스틱 컴포넌트(6)가 구현될 수 있다. 이 경우 이는 전통적인 사출 성형 제조 방법으로서 제조될 수 있다.

도 1b를 참고하면 비틀림을 보상하기 위해 끼워 맞춤 면의 그외 실시예가 도시되어 있다.

소자(2)는 또 하나의 제1 플라스틱 컴포넌트(4) 및 하나의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)를 갖는다. 제2 플라스틱 컴포넌트(6)는 더브테일 형상 개구를 이용하여 제1 플라스틱 컴포넌트와 형태 결합식으로 연결되어 있다. 게이트 개구를 포함하는 배분 채널(10)이 제공될 수 있으며, 게이트 개구를 이용하면 적절한 재료가 배분 채널(10) 안에 제공될 수 있으며 그 결과 예를 들어 그 위에 놓인 공구에 의해 기능 표면(8)을 가지는 제2 플라스틱 컴포넌트(6)의 제조에 사용될 수 있다.

도 1b에 도시된 끼워 맞춤 면은 예를 들어 일정한 연결, 예를 들어 지지부 또는 접촉면을 그외 소자(2)의 그외 접촉면 또는 그외 기능 영역에 제공할 수 있다. 그러므로 높은 정밀도의 구현하에 복수의 소자들(2)의 상대적인 배치가 제공될 수 있다.

도 1a의 개구는 도 1c에 따르면 소자(2)의 뒤쪽에 의해 이루어질 수도 있으며, 거기에서도 더브테일 형상 개구는 제1 플라스틱 컴포넌트(4) 안에 제공되어 있으며, 적절한 플라스틱 재료(6)가 제2 플라스틱 컴포넌트(6)의 형성을 위해 개구 안에 제공될 수 있다.

도 1c에서 기능 영역(8)은 배분 채널(10)의 반대편 쪽에 구현되어 있으므로, 제2 플라스틱 컴포넌트는 실제로 제1 플라스틱 컴포넌트의 재료 전체를 관통해야 하며 그 결과 바람직하게는 이에 대한 형상 결합식 연결을 제공한다. 도 1c의 기능 영역(8)은 또 적절한 끼워 맞춤 면을 제공하거나 소자(2)의 나사체결 또는 충진을 위한 개구를 제공할 수도 있다.

도 2a를 참고하면, 차량 변속기를 위한 다양한 플라스틱 모듈(12)이 도시되어 있다. 이 경우 예를 들면 좌측 플라스틱 모듈(12)은 일체형으로 형성되어 있으며, 중앙의 플라스틱 모듈은 2부재로 그리고 우측 플라스틱 모듈(12)은 3부재로 형성되어 있다. 도 2a의 모든 플라스틱 모듈(12)에 공동으로 클러치 제어 장치의 수는 n=6이다. 그러나 클러치 제어 장치(18)의 수는 적용예에 따라 특정되고 변속기에 따라 특정되므로 여기서는 예시적일 뿐이다. 도 2a와 도 2b에는 피스톤(16)의 작동기 소자들이 도시되어 있지 않으며, 작동기 소자들은 동시에 소자(2)의 정면쪽 개구를 기밀하게 폐쇄한다.

도 2b에는 그외 컴포넌트 또는 그외 플라스틱 모듈(12)을 포함하는 도 2a의 서브트랜스미션 모듈(12)의 확대도가 도시되어 있다. 도 2b의 플라스틱 모듈(12)의 상측에 개구들이 구현되어 있으며, 개구들은 제2 플라스틱 컴포넌트(6)를 이용하여 제공된다. 이 경우 개구들은 기능 영역(8)에 상응한다.

개구들은 예를 들어 도 1a에 도시된 것처럼 형성될 수 있으며 변속기의 그외 소자들, 예를 들어 클러치, 시스템 압력 및 탱크를 위한 접속부들에 일정한 결합이 제공될 수 있다. 소자(2)의 제1 컴포넌트(4)는, 적절한 방식으로 제조될 수 있지만 클러치, 시스템 압력 및 탱크와의 어떤 적절한 결합도 허용하지 않거나, 이상적으로는 변속기에서 작동하는 피스톤(16)의 직접적인 이용 역시 가능하게 하는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.

이를 위해 제1 플라스틱 컴포넌트(4) 안에 제2 플라스틱 컴포넌트(6)가 삽입되고, 예를 들어 채널(10)을 이용하여 사출 성형된다. 물론 피스톤(16)의 영역은 제조 공정에서 적절하게 채워져야 한다.

그러므로 예를 들면 제2 플라스틱 컴포넌트(6)의 재료는 개구(10)에 의해 유입되고 또 개구들에 의해 제1 플라스틱 소자(4)의 상측에서 유출된다. 기능 영역(8), 즉 개구들을 모사하는 적절한 공구에 의해 개구들은, 제1 플라스틱 컴포넌트의 발생 가능한 비틀림과는 무관하게, 제2 플라스틱 컴포넌트(6)의 높은 (제조) 정밀도 때문에 부품 또는 소자(2) 안에 제공될 수 있거나 그 안에 구현될 수 있다. 그러므로 제1 플라스틱 컴포넌트(4)에서 어쩌면 나타날 수 있는 제조 부정확성들은 제2 플라스틱 컴포넌트(6) 및 특히 이의 기능 영역들(8)이 추후에 고정밀로 제공됨으로써 보상될 수 있다.

도 2a의 개별 플라스틱 모듈(12)(중앙 및 우측 그림)은 도 1b 및 도 1c에 도시된 것과 비교하면 적절한 끼워 맞춤 면들을 사용하여 고정밀로 배치될 수 있다.

플라스틱 모듈들(12)은 기능 영역들(8)을 고정밀로 구현하여 변속기(14)에 대한 인터페이스 위에 적절하게 배치될 수 있으며 어쩌면 직접 이것과 접촉할 수 있다. 잔여 변속기 컴포넌트들은 이 경우 다른 재료, 예를 들어 금속, 특히 알루미늄으로 형성될 수 있다.

Claims (10)

1. 제1 제조 정밀도로 제조되는 제1 플라스틱 컴포넌트(4)와,
   제2 제조 정밀도로 제조되는 하나 이상의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)를 갖는 소자(2)로서, 이때 제1 제조 정밀도는 제2 제조 정밀도보다 더 낮으며, 제1 플라스틱 컴포넌트(4)와 하나 이상의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)는 형상 결합 방식으로 연결되어 있으며, 소자는 제1 플라스틱 컴포넌트(4)의 제1 영역에서 상대적으로 낮은 정밀도 요건을 가지며, 소자는 제2 플라스틱 컴포넌트(6)의 하나 이상의 제2 영역에서 상대적으로 높은 정밀도 요건을 가지는, 소자에 있어서,
   하나 이상의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)는 소자의 기능 영역(8)으로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 소자.
2. 제1항에 있어서, 제1 플라스틱 컴포넌트(4)의 더 낮은 제1 제조 정밀도의 소자(2)의 제조 공차가 제2 플라스틱 컴포넌트(6)의 더 높은 제2 제조 정밀도에 의해 보상될 수 있는 소자.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 기능 영역(8)은, 다른 소자의 기능 영역과 결합될 수 있으면서 상기 다른 소자에 의해 요구되는 정밀도 요건을 제2 제조 정밀도에 의해 제공하도록 설치되는 소자.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 플라스틱 컴포넌트(4)에서 하나 이상의 채널(10)을 포함하며, 하나 이상의 채널(10)을 사용하여 하나 이상의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)가 사출 성형될 수 있는 소자.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 플라스틱 컴포넌트(6)는 접촉면, 지지면, 용접면, 접착면, 고정 수단을 위한 수용부, 접속부 및 접속 개구로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 하나의 소자로서 형성되어 있는 소자,
6. 제1항 또는 제2항에 따른 소자(2)를 가지는 차량용 컴포넌트.
7. 제6항에 있어서, 상기 소자는 유압 모듈의 구성 소자로서 형성되어 있는 컴포넌트.
8. 제1 제조 정밀도로 제조되는 제1 플라스틱 컴포넌트(4)를 제공하는 단계와,
   제2 제조 정밀도로 제조되는 하나 이상의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)를 제공하는 단계를 갖는, 소자(2)의 제조 방법으로서,
   이때 제1 제조 정밀도는 제2 제조 정밀도보다 더 낮으며, 제1 플라스틱 컴포넌트(4)와 하나 이상의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)는 형상 결합 방식으로 연결되어 있으며, 상기 소자는 제1 플라스틱 컴포넌트(4)의 제1 영역에서 상대적으로 낮은 정밀도 요건을 가지며, 상기 소자는 제2 플라스틱 컴포넌트(6)의 하나 이상의 제2 영역에서 상대적으로 높은 정밀도 요건을 가지는, 소자의 제조 방법에 있어서,
   하나 이상의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)는 소자의 기능 영역(8)으로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 소자의 제조 방법.
9. 제8항에 있어서, 하나 이상의 제2 플라스틱 컴포넌트(6)의 제공은 제1 플라스틱 컴포넌트(4)에 채널(10)을 사용하여 제1 플라스틱 컴포넌트(4)에 제2 플라스틱 컴포넌트(6)를 사출 성형하는 것을 포함하는, 소자의 제조 방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 기능 영역(8)은 템플릿의 사용 하에, 사전 설정된 제2 제조 정밀도로 제조되는, 소자의 제조 방법.

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