KR20180006932A

KR20180006932A - 구동축 트레인용 중간 베어링

Info

Publication number: KR20180006932A
Application number: KR1020177034087A
Authority: KR
Inventors: 토마스 스타인
Original assignee: 스파이서 겔렌크벨렌바우 게엠베하
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2018-01-19
Also published as: AR104215A1; DE102015106696B4; EP3289236A1; CN107532651B; KR101978806B1; DE102015106696A1; CN107532651A; CA2984233A1; US20180112706A1; CA2984233C; US10138937B2; WO2016173729A1; RU2661237C1; JP2018514716A; BR112017022952A2

Abstract

본 발명은 차량의 구동축 트레인용 중간 베어링(6)에 관한 것으로서, 중간 베어링(6)은: 보어(12)를 구비하는 탄성 베어링 몸체 (11), 상기 보어(12)에 배열되는 지지링(13)으로서 윤활 베어링(15)을 수용하는 수용 공간(14)을 구비하고 상기 수용 공간(14)이 길이방향 축(X)을 형성하도록 된 상기 지지링(13), 및 축방향으로 상호 이격된 두 개의 와셔 디스크(16, 17)로서 구동 요소(19, 20)를 수용하기 위한 중앙 개구(18)를 각각 구비하고 상기 지지링(13)이 그 사이에 배열된 상기 두 개의 실링 와셔(16, 17)를 포함하며, 상기 실링 와셔(16, 17)는 각각 상기 길이방향 축(X)에 대하여 동심원적으로 연장하는 하나의 홈(25)을 구비하며, 상기 지지링(13)은 상기 실링 와셔(16, 17)의 홈(25)에 맞물린다.

Description

구동축 트레인용 중간 베어링

본 발명은, 차량의 구동축 트레인용의 중간 베어링(intermediate bearing)에 관한 것으로서: 보어를 구비하는 탄성 베어링 몸체, 상기 보어에 배열되는 지지링으로서 구름 베어링을 수용하는 수용 공간을 구비하고 상기 수용 공간은 길이방향 축(X)을 형성하도록 된 상기 지지링, 및 축방향으로 상호 이격된 두 개의 실링 디스크로서 구동 요소를 수용하기 위한 중앙 개구를 각각 구비하고 상기 지지링이 그 사이에 배열된 상기 두 개의 실링 디스크를 포함하는, 차량의 구동축 트레인용 중간 베어링에 관한 것이다.

차량 특히 유틸리티 차량용 구동축 트레인은 유틸리티 차량의 차륜을 구동하기 위해 트랜스미션과 축 디퍼렌셜 사이에 토크를 전달하는 데에 사용된다. 구동축 트레인은 통상 복수의 부품으로 설계되어 중간 베어링을 경유하여 차량의 하측에 장착된다.

미국특허 US 8 628 250 B2로부터, 차량의 구동축 트레인용 중간 베어링이 알려져 있다. 중간 베어링은 계단실 같은 만곡된 지지링이 위치하는 탄성 베어링 몸체를 구비한다. 지지링은 길이방향 축에 평행하며 구름 베어링이 삽입되는 중앙 영역을 구비한다. 또한, 알려진 중간 베어링은 서로 축방향으로 이격된 두 개의 실링 디스크 배열을 구비하는데, 이들 사이에 지지링과 구름 베어링이 위치한다.

본 발명의 목적은 생산하기에 심플하며, 먼지나 수분 등에 대하여 적절히 실링되고 보호될 수 있는 중간 베어링을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면 이러한 목적은, 실링 디스크가 각각 길이방향 축(X)에 대하여 동심원적으로 연장하는 하나의 홈을 구비하며, 지지링은 상기 실링 디스크의 홈에 맞물린다는 사실에 의해, 상술한 유형의 차량의 구동축 트레인용 중간 베어링을 제공함으로 성취된다.

본 발명에 따르면, 지지링은 지지링에 형성된 수용 공간을 실링 또는 보호하도록 실링 디스크의 두 개의 홈에 맞물린다. 이로써, 실링 디스크는 보호 디스크로서 불릴 수도 있다. 실링 디스크는 길이방향 축과 관련하여 지지링보다 더 큰 반경방향 연장길이를 가진다. 중간 베어링이 설치된 상태에서, 중간 베어링은 구동축 트레인과, 회전 구동 요소를 지지하고 특히 구동축 및/또는 축 플랜지는 두 개의 실링 디스크의 중앙 개구를 통해 맞물린다. 실링 디스크는 회전 가능하게 고정되는 방식으로 구동 요소에 연결되어, 실링 디스크는 차량의 작동시에 길이방향 축 주위로 회전한다. 이와는 대조적으로 중간 베어링이 설치된 상태에서, 지지링은 차량에 회전하지 못하도록 유지된다. 실링 디스크의 홈에 지지링이 맞물리는 것에 기인하여, 래브린스 실(labyrinth seal)이 회전하는 실링 디스크와 정지된 지지링 사이에 제공되어 외부로부터 수용 공간으로의 수분 먼지 등의 침입을 방지한다. 또한, 예를 들면 차량의 세차를 위해 구동축 트레인으로 향하는 워터젯에 의해, 외부로부터 중간 베어링에 작용하는 액체는 실링 디스크에 의해 중간 베어링으로부터 멀어지도록 방향이 바뀐다. 이로써, 생산하기에 심플한 수용 공간의 유효한 실링 또는 보호가 보장되며, 이 수용 공간에 구동 요소를 지지하는 구름 베어링 특히, 구동축이 삽입된다.

바람직하게는, 중간 베어링은 정확히 두 개의 실링 디스크를 구비한다. 두 개의 실링 디스크를 사용하는 것은 중간 베어링을 생산하기에 매우 심플하며, 이 중간 베어링은 먼지나 수분 등으로부터 중간 베어링을 양호하게 실링하고 보호한다.

또한, 실링 디스크의 홈들은 길이방향 축으로부터 반경방향으로 등간격으로 이격되도록 배치될 수 있다. 환언하면, 원주방향으로 연장하는 홈들은 동일한 직경을 가진다. 이것은 지지링이 생산하기에 심플한 기하학적 구조를 가지는 것을 의미한다. 예를 들면, 지지링은 원통형상이고, 두 개의 길다란 단부 영역을 구비하는 홈에 맞물린다.

또한, 홈들은 각각의 실링 디스크의 U-형상 각진 부분에 의해 한계가 정해질 수 있다. 환언하면, 홈은 직사각형 단면을 가지며, 각각의 실링 디스크의 세 개의 측벽에 의해서만 한계가 정해진다. 홈들은 서로를 향하는 측 상에서 개구되어, 두 개의 실링 디스크 사이에 배치된 지지링은 홈의 개방된 측에 맞물린다. 서로를 향하는 측 상에서 홈은 바람직하게는 완전히 개방되고, 즉, 각각의 실링 디스크의 어떠한 벽도 개방된 측 상에서 좁혀지거나 각각의 홈의 개방측과 지지링 사이에서 반경방향으로 연장하지 않는다.

본 발명의 측면에 따르면, 실링 디스크는 홈의 영역에서 적어도 부분적으로 이중 벽으로 형성된다. 또한, 홈을 형성하는 각각의 실링 디스크의 반경방향 내벽은 이중 벽으로 형성된다. 이것은 실링 디스크의 생산 공정을 단순화하고, 그 안정성을 향상시킨다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 각각의 경우에서 홈을 형성하는 반경방향 외벽 상의 실링 디스크는 적어도 실질적으로 반경방향으로 연장하는 칼라(collar)를 구비하고, 실링 디스크의 칼라는 적어도 부분적으로 베어링 몸체와 중첩된다. 이것은 차량의 세차 시에 중간 베어링으로 향하는 먼지 또는 수분 등의 워터젯에 의한 관통에 대하여 중간 베어링의 보호를 향상시킨다. "적어도 실질적으로 반경방향으로"라는 용어는 한편으로는, 칼라가 길이방향 축에 대하여 반경방향으로 연장하는 것 즉, 길이방향 축에 대하여 직각을 형성하는 것을 의미할 수 있다. 반면에, 칼라는 길이방향 축에 대하여 90°각도에 달하지 않고, 길이방향 축에 대하여 45° 이상 90°이하로 배열될 수도 있다.

실링 디스크는 동일하게 형성된다. 특히, 실링 디스크는 각각 단일 부품으로 제조된다. 또한, 실링 디스크는 금속 박판으로 제조되고 스탬프되며(stamped) 구부러진 부품이다. 따라서, 생산하기에 심플한 중간 베어링이 제공된다.

지지링 및/또는 지지링의 수용 공간은 바람직하게는 원통형상이다. 지지링은 금속 박판으로 제조되고 스탬프되며 구부러진 부품이다. 예를 들면, 수용 공간을 형성하기 위해, 지지링은 그 중앙이 스탬프 아웃(stamped out)되는 디프 드로잉된(deep-drawn) 금속 박판으로 생산될 수 있고 이로써, 구름 베어링이 삽입되고 구동축은 지지링을 통해 맞물릴 수 있다. 통상적으로 디프 드로잉 공정으로 형성되는 원주방향 플랜지는 절단될 수 있다. 중간 베어링의 댐핑 성능을 향상시키기 위해, 베어링 몸체는 탄성링으로서 형성된다.

다른 측면에 따르면, 하우징 공간을 구비한 하우징, 하우징 공간에 배열되는 베어링 몸체를 더 포함하는 중간 베어링이 제공된다. 특히, 하우징은 컵형상이고, 길이방향 부분에서 각각 U-형상이다. 따라서, 중간 베어링은 하우징에 의해 차량의 하측에 용이하게 고정될 수 있다. 베어링 몸체, 특히 탄성링으로서 형성된 베어링 몸체는 가황(vulcanization)에 의해 하우징에 고정된다. 또한, 하우징 공간에 베어링 몸체를 하우징, 특히 측방향으로 개방된 U-형상 하우징에 유지하도록 리테이닝 요소가 제공된다.

또한, 중간 베어링은 구름 베어링을 구비하며, 구름 베어링은 지지링의 수용 공간에 삽입된다. 구름 베어링은 홈에 맞물리는 지지링보다 그 축 연장으로 더 좁다.

본 발명의 바람직한 예시적 실시예가 도면에 도시되며 이하에서 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중간 베어링을 구비하는 후방 차륜을 구동하는 구동축 트레인을 구비한 차량의 개략도.
도 2는 부분 단면으로 도시된 중간 베어링을 구비한 도 1의 구동축 트레인의 부분 확대도.
도 3은 중간 베어링의 단면도.
도 4는 중간 베어링의 확대 단면도.

도 1은 트랜스미션(2)을 구비한 엔진에 의해 후방 차륜이 구동되는 유틸리티 차량(1)을 도시한다. 트랜스미션(2)으로부터 후방 차륜 디퍼렌셜(3)로 토크를 전달하기 위해, 구동축 트레인이 사용된다. 구동축 트레인은 제1 관절식 축부(4)와 제1 관절식 축부(4)에 대하여 경사진 제2 관절식 축부(5)를 구비한다. 두개의 관절식 축부(4, 5)는 서로 연결되는데, 제1 관절식 축부(4)는 트랜스미션(2)으로부터 멀리 있는 그 단부에서 중간 베어링(6)을 경유하여 유틸리티 차량(1)의 샤시 상에 추가적으로 장착된다. 중간 베어링(6)을 경유하여, 제1 관절식 축부(4)는 길이방향 축인 회전 축(X)의 주위로 회전 가능하게 장착된다.

도 2 내지 도 4에서, 중간 베어링(6)은 본 발명의 실시예에 따라 도시된다. 중간 베어링(6)은 그 길이방향 부분에 U-형상을 가지며 하우징 공간(8)을 형성하는 하우징(7)을 포함한다. 하우징(7)의 내향하는 벽(9) 상에는, 길이방향 축(X)에 직교하여, U-형상 하우징(7)의 원주 방향으로 분배되는 복수의 리테이닝 탭(10)이 형성되고, 두 개의 축방향으로 이격된 리테이닝 탭(10)은 각각 한 쌍을 형성한다. 하우징 공간(8)에는, 탄성링 형태의 베어링 몸체(11)가 클램핑에 의해 리테이닝 탭(10) 사이에 부착된다. 탄성링(11)은 중앙 보어(12)를 포함한다. 탄성링(11)의 중앙 보어(12)에는 지지링(13)이 삽입된다. 금속 박판으로부터 제조되며 스탬프되고 구부러진 지지링(13)은 원통형상을 가진다. 지지링(13)은 길이 방향 축(X)을 형성하는 원통형의 수용 공간(14)을 둘러싼다. 수용 공간(14)은 제1 관절식 축부(4)를 장착하기 위한 구름 베어링(15)을 수용한다.

수용 공간(14)을 실링하고 수용 공간(14)에 수용된 구름 베어링(15)을 보호하기 위해, 두 개의 실링 디스크(16, 17)는 서로 축방향으로 이격되어 제공된다. 두 개의 동일한 형상인 실링 디스크(16, 17)는 각각 단일 부품으로 형성되고 금속 박판으로부터 제조되어 스탬프되고 구부러진 부품이다. 실링 디스크(16, 17)는 각각 길이방향 축(X)에 대하여 동심원적으로 배치된 중앙 개구(18)를 가진다. 제1 관절식 축부(4)의 구동축(19)은 도 2의 왼쪽에 도시되고 트랜스미션(2)을 향하여 배향된 실링 디스크(16)의 중앙 개구(18)와 맞물린다. 구동축(19)과 구동축(19)상으로 푸쉬되는 축 플랜지(20)는 도 2의 우측에 도시되고 후방 차륜 디퍼렌셜(3)을 향하여 배향된 실링 디스크(17)의 중앙 개구(18)에 맞물린다. 축 플랜지(20)를 경유하여 구동축(19)은 유니버살 조인트(21)에 연결되고, 유니버살 조인트(21)는 제1 관절식 축부(4)를 제2 관절식 축부(5)의 다른 유니버살 조인트에 연결한다. 두 개의 실링 디스크(16, 17)는 프레스 피팅(press fitting)에 의해 구동축(19) 및/또는 축 플랜지(20)에 회전가능하게 고정되는 방식으로 연결된다. 반경방향 내측 상에, 실링 디스크(16, 17)는 원주방향으로 배치된 4 개의 리세스(30)를 구비하여, 특히 구동축(19) 또는 축 플랜지(20) 상에 중간 베어링의 장착 시 또는 구동축(19)이 수직으로 매달리는 가용한 코팅 공정시에, 액체가 중간 베어링(6)의 수용 공간(14)으로부터 확실히 배출되게 한다.

실링 또는 보호 구조가 도 4를 참조하여 더욱 상세히 설명되는데, 도 4에는, 명료성을 위해 구름 베어링(15)이 도시되지 않는다. 실링 디스크(16, 17)의 반경방향 외측 길이방향 단부 영역 상에, 칼라(22)가 형성되어, 탄성링(11)의 반경방향 내측 영역과 중첩된다. 길이방향 단부에서, 칼라(22)는 외측을 향해 만곡, 즉 서로에 대하여 멀어지게 되며 이로써, 구부러진 길이방향 단부(23)를 통한 가상의 라인은 길이방향 축(X)과 약 70°의 각도를 이룬다. 구부러진 길이방향 단부(23)는 길이방향 축(X)에 대하여 반경방향으로 연장하는 칼라(22)의 부분(24)에 접합된다. 반경방향 내측으로, 각각의 실링 디스크(16, 17)는 길이방향 축(X)에 대하여 동심원적으로 연장하면서 길이방향 축(X)으로부터 반경방향으로 등간격으로 이격된 홈(25)을 구비한다. 홈(25)은 각각의 실링 디스크(16, 17)의 각진 부분(26)에 의해 한계가 정해지고, 칼라(22)는 각각의 홈(25)의 반경방향 외벽(27)에 접합된다. 각진 부분(26)은 U-형상을 가지므로, 홈(25)은 직사각형 단면을 구비한다. 각각의 실링 디스크(16, 17)의 각진 부분(26)의 반경방향 내벽(28)은 이중 벽으로 형성된다.

지지링(13)은 축 방향으로 이격된 두 개의 실링 디스크(16, 17)사이에 배열된다. 수용 공간(14)을 실링하기 위해, 지지링(13)은 두 개의 실링 디스크(16, 17)의 홈(25)에 맞물린다. 이것은 수용 공간(14)과 수용 공간(14)에 삽입되는 구름 베어링(15)을 실링하는 래브린스 실을 제공하여, 수분이나 먼지 등이 외부로부터 수용 공간(14)으로 통과하지 못하게 한다. 칼라(22)에 의해, 예를 들면 중간 베어링(6)을 향하는 워터젯을 이용하여 유틸리티 차량(1)을 세차하는 동안, 수분은 튀어, 실링 디스크(16, 17)와 지지링(13)에 의해 홈(25)의 영역에 형성된 래버린스 실에 의해 방향이 바뀐다.

사용시에, 두 개의 실링 디스크(16, 17)는 제1 관절식 축부(4)와 함께 길이방향 축(X) 주위로 회전한다. 이에 반해서, 탄성링(11)에 삽입되는 지지링(13)은 정지되어 있는데, 이것은 하우징(7)이, U-형상 하우징 공간(8)과 하우징(7)에 배열된 탄성링(11) 둘 다에 걸쳐서 놓인 리테이닝 플레이트(29)를 경유하여 회전 불가한 방식으로 유틸리티 차량(1)의 차량 샤시 상에 유지되기 때문이다.

1: 유틸리티 차량 2: 트랜스미션
3: 후방 차륜 디퍼렌셜 4: 제1 관절식 축부
5: 제2 관절식 축부 6: 중간 베어링
7: 하우징 8: 하우징 공간
9: 벽 10: 리테이닝 탭
11: 탄성링 12: 보어
13: 지지링 14: 수용 공간
15: 구름 베어링 16: 실링 디스크
17: 실링 디스크 18: 개구
19: 구동축 20: 축 플랜지
21: 유니버살 조인트 22: 칼라
23: 구부러진 길이방향 단부 24: 반경부
25: 홈 26: 각진 부분
27: 외벽 28: 내벽
29: 리테이닝 플레이트 30: 리세스
X: 길이방향 축

Claims

차량의 구동축 트레인용 중간 베어링(6)으로서,
보어(12)를 구비하는 탄성 베어링 몸체 (11),
상기 보어(12)에 배열되는 지지링(13)으로서, 구름 베어링(15)을 수용하는 수용 공간(14)을 구비하고, 상기 수용 공간(14)은 길이방향 축(X)을 형성하도록 된, 상기 지지링(13), 및
축방향으로 상호 이격된 두 개의 실링 디스크(16, 17)로서, 구동 요소(19, 20)를 수용하기 위한 중앙 개구(18)를 각각 구비하고, 상기 지지링(13)이 그 사이에 배열된, 상기 두 개의 실링 디스크(16, 17)를 포함하며,
상기 실링 디스크(16, 17)는 각각 상기 길이방향 축(X)에 대하여 동심원적으로 연장하는 하나의 홈(25)을 구비하며, 상기 지지링(13)은 상기 실링 디스크(16, 17)의 홈(25)에 맞물리는 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
제1항에 있어서,
상기 실링 디스크(16, 17)의 홈(25)은 상기 길이방향 축(X)에 대하여 반경방향으로 등간격으로 이격된 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 홈(25)은 상기 각각의 실링 디스크 (16, 17)의 U-형상 각진 부분(26)에 의해 한계가 정해지는 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실링 디스크(16, 17)는 홈(25)의 영역에서 적어도 부분적으로 이중 벽으로 형성된 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
제4항에 있어서,
상기 홈(25)을 형성하는 상기 각각의 실링 디스크(16, 17)의 반경방향 내벽(28)은 이중 벽으로 형성된 것 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홈(25)을 형성하는 반경방향 외벽(27)상에 각각 있는 상기 실링 디스크(16, 17)는 적어도 반경방향으로 연장하는 칼라(22)를 구비하고, 상기 실링 디스크(16, 17)의 칼라(22)는 상기 베어링 몸체(11)에 적어도 부분적으로 반경방향으로 중첩되는 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실링 디스크(16, 17)는 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
실링 디스크(16, 17)는 각각 단일 부품으로 형성된 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실링 디스크(16, 17)는, 금속 박판으로 제조되고 스탬프되며 구부러진 부품인 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지링(13)은 원통형상인 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
지지링(13)은, 금속 박판으로 제조되고 스탬프되며 구부러진 부품인 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베어링 몸체는 탄성링(11)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간 베어링(6)은 하우징 공간(8)을 구비하는 하우징(7)을 포함하며, 상기 베어링 몸체(11)는 상기 하우징 공간(8)에 배열되는 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징(7)은 컵 형상인 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수용 공간(14)을 실링하는 래브린스 실이 상기 실링 디스크(16, 17)에 의해, 상기 홈(25)과 상기 홈(25)에 맞물리는 상기 지지링(13)의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는, 중간 베어링(6).