KR20210129644A - 커플링 로드 - Google Patents

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KR20210129644A
KR20210129644A KR1020217024801A KR20217024801A KR20210129644A KR 20210129644 A KR20210129644 A KR 20210129644A KR 1020217024801 A KR1020217024801 A KR 1020217024801A KR 20217024801 A KR20217024801 A KR 20217024801A KR 20210129644 A KR20210129644 A KR 20210129644A
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strut
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central
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KR1020217024801A
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마르코 브라운
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

본 발명은, 스트럿 구조를 통하여 종축을 따라 서로 연결된 2개의 조인트 수용부들을 구비한 섀시 부품들의 관절식 연결을 위한 커플링 로드에 관한 것이며, 이러한 스트럿 구조는 복수의 횡방향 스트럿들을 통해 서로 연결된 2개의 평행 정렬된 외부 스트럿들을 갖는다. 구조 공간 요구가 가능한 한 가장 적으면서도 최대의 좌굴 안정성 및 인장 안정성을 제공하는 커플링 로드를 제공하기 위하여, 본 발명에 따라 횡방향 스트럿들은 종축에 대해 45°± 10°의 각도를 갖고, 외부 스트럿들에 대해 수직으로 정렬되고 외부 스트럿들을 서로 연결하는 중앙 벽부가 배열된다.

Description

커플링 로드
본 발명은, 스트럿 구조를 통하여 종축을 따라 서로 연결된 2개의 조인트 수용부들을 구비한 섀시 부품들의 관절식 연결을 위한 커플링 로드에 관한 것이며, 이러한 스트럿 구조는 복수의 횡방향 스트럿들을 통해 서로 연결된 2개의 평행 정렬된 외부 스트럿들을 갖는다.
도입부에 언급된 유형의 커플링 로드들은 종래 기술에 따라 공지되어 있다. 특히 탄성 지지된 휠 캐리어 부품과 안티 롤 바 사이의 관절식 연결부로서, 이들은 코너링 시 차량의 롤링 거동을 감소시키는 진자 지지부를 형성한다. 심한 응력을 받는 섀시 부품들의 관절식 연결부로서 이러한 유형의 커플링 로드들은 충분한 좌굴 안정성을 갖도록 구성되어야 하고, 높은 인장력을 흡수할 수 있어야 한다. 그럼에도 불구하고, 이들은 휠 서스펜션 영역의 협소한 공간 조건에 매칭되어야 하므로, 한편으로는 구조 공간 요건과 다른 한편으로는 안정성 요건 간에 목표 상충이 발생한다. 그럼에도 불구하고, 커플링 로드의 질량은 적용예에 따른 특정 한계값을 초과해서는 안되며, 커플링 로드는 가능한 한 가장 낮은 질량을 가져야 한다.
DE 10 2012 020 628 A1호는 예를 들어 사출 성형 공정에서 사출 성형 부품으로서 제조되는, 진자 지지부로서 형성되는 커플링 로드를 공지한다. 종축을 따라, 복수의 횡방향 스트럿을 포함하는 스트럿 구조를 통하여 2개의 조인트 수용부들이 서로 연결된다. 이러한 스트럿 구조가 이미 존재함도 불구하고, 공지된 커플링 로드는 좌굴 안정성 및 인장 안정성에 대한 까다로운 요건을 아직 충족하지 못한다.
따라서, 본 발명의 과제는 구조 공간 요구가 가능한 한 가장 적으면서도 최대의 좌굴 안정성 및 인장 안정성을 제공하는 커플링 로드를 제공하는 것이다.
이러한 과제는 제1항에 따른 커플링 로드에 의해 해결된다. 본 발명에 따라, 횡방향 스트럿들은 종축에 대해 45°± 10°의 각도를 갖고, 외부 스트럿들에 대해 수직으로 정렬되고 외부 스트럿들을 서로 연결하는 중앙 벽부가 배열된다. 놀랍게도, 스트럿 구조의 본 발명에 따른 기하 구조는 구조 공간 요구가 가능한 한 가장 적으면서도 최대의 좌굴 안정성 및 인장 안정성을 제공한다. 이 경우, 특히 연속적으로 구성되는 중앙 벽부로부터 스트럿 구조의 강도 증가가 얻어진다. 이를 통해, 개별 스트럿들의 각각 제공된 벽 두께는 필요한 경우에 감소될 수 있으며, 이로 인해, 공지된 커플링 로드들에 비해 중량 이점도 얻어진다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 하기에 그리고 종속항들에 설명된다.
본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따르면, 외부 스트럿들 사이에 적어도 영역별로, 평행하게 배열된 중앙 스트럿이 배열되고, 이러한 중앙 스트럿은, 중앙 스트럿, 외부 스트럿들, 횡방향 스트럿들 및 중앙 벽부 사이에 일측으로 개방되고 바람직하게는 실질적으로 사다리꼴 형태를 갖는 포켓들이 형성되도록, 각을 이루며 배열되는 횡방향 스트럿들과 연결된다. 특히, 추가로 배열된 중앙 스트럿은 커플링 로드의 추가 보강을 유도하는데, 이는 좌굴 안정성 및 인장 안정성에 바람직한 영향을 미친다. 바람직하게, 사다리꼴형 포켓들에 의해서는 커플링 로드의 제조를 위한 플라스틱의 유동 개선이 얻어진다. 바람직하게, 사다리꼴형 포켓들에 의해서는 커플링 로드의 제조를 위한 사출 금형을 위한 더 큰 코어들이 얻어진다. 특히 사다리꼴형 포켓들에 의해서는 삼각형 포켓들에 대한 코어들보다 더 큰 코어들이 얻어진다. 삼각 포켓들 또는 삼각형 포켓들의 경우, 사출 금형을 위한 코어들이 비교적 작으므로, 특히 사출 금형 내의 더 높은 온도 및/또는 압력으로 인해 조기 마모가 발생하거나 심지어 파손이 발생할 수 있다. 이러한 위험은 사다리꼴형 포켓들을 통해 현저히 감소된다.
일 개선예에 따라, 2개의 외부 스트럿들 중 제1 외부 스트럿과 중앙 스트럿 사이의 영역의 사다리꼴형 포켓들은 2개의 외부 스트럿들 중 제2 외부 스트럿과 중앙 스트럿 사이의 영역의 사다리꼴형 포켓들과 반대로 정렬된다. 따라서, 중앙 스트럿에 대해 서로 마주놓인 사다리꼴형 포켓들의 경우, 사다리꼴형 포켓들의 각각 동종의 측면들이 서로 마주볼 수 있다. 바람직하게, 사다리꼴형 포켓들은 중앙 스트럿에 대해 대칭으로 그리고/또는 거울 대칭으로 형성된다. 이에 따라, 2개의 외부 스트럿들 중 제1 외부 스트럿과 중앙 스트럿 사이의 영역의 사다리꼴형 포켓들은 2개의 외부 스트럿들 중 제2 외부 스트럿과 중앙 스트럿 사이의 영역의 사다리꼴형 포켓들에 대해 거울 대칭으로 형성된다. 이를 통해, 두 외부 스트럿들로부터 중앙 스트럿의 방향으로 배향된 각각 2개의 횡방향 스트럿들이 중앙 스트럿에서 만난다. 이는 커플링 로드의 강성에 유리하게 작용한다. 이러한 플라스틱의 유동 거동 및/또는 강성에 대한 특별한 장점은, 유동 방향 및/또는 하중 방향에 직교하는 스트럿들이 생략될 수 있거나 완전히 생략된다는 것이다.
본 발명의 바람직한 추가의 일 실시예에 따라, 커플링 로드의 하나의 조인트 수용부는 볼 조인트 수용부로서 형성되고, 다른 조인트 수용부는 고무 베어링의 수용을 위해 형성된다. 조인트 수용부들의 이러한 구성은, 특히 커플링 로드가 진자 지지부로서, 그리고 이에 따라 탄성 지지된 휠 캐리어 부품과 안티 롤 바 사이의 연결부로서 사용될 때 바람직한 것으로 입증되었다.
바람직하게, 외부 스트럿들은 조인트 수용부들 중 하나 이상의 조인트 수용부의 영역에서, 이러한 조인트 수용부 또는 두 조인트 수용부들을 완전히 둘러싸는 외부 보강 스트럿들로 이어진다. 중앙 스트럿이 배열되는 경우, 바람직하게 중앙 스트럿은 고무 베어링의 수용부의 영역에서, 고무 베어링의 수용부를 완전히 둘러싸고 횡방향 스트럿들을 통해 외부 보강 스트럿들과 연결되는 내부 보강 스트럿으로 이어진다. 외부 스트럿들 및/또는 중앙 스트럿이 보강 스트럿들 내로 연장됨으로써, 조인트 수용부들을 둘러싸고 이를 통해 커플링 로드의 인장 안정성과 이에 따라 그 수명을 확실히 향상시키는 루프들이 형성된다.
커플링 로드의 안정성을 추가로 개선하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 볼 조인트 수용부는 외부 스트럿의 표면 위로 돌출하는 돔형 섹션을 형성하고, 이러한 돔형 섹션과 외부 스트럿은 바람직하게는 횡방향 리브들을 구비한 이중벽 지지 구조를 통해 서로 연결된다.
조인트 수용부들의 조인트 축들은 섀시 내에서의 목적한 바대로의 장착에 매칭된다. 특히, 이 경우 조인트 축들은 서로 평행하게 또는 90°만큼 회전되어 정렬될 수 있다.
본 발명에 따른 커플링 로드의 특별한 안정성은 특별한 기하 구조뿐만 아니라, 제조 공정에도 기인한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 커플링 로드는 사출 성형 공정에서 제조되고, 플라스틱 사출 성형 부품으로서 형성된다. 이러한 사출 성형 공정에서는, 가열된, 이에 따라 유동성이 있는 플라스틱이 압력 하에 사출 금형 내로 사출되므로, 플라스틱이 전체 사출 금형을 통해 유동한다. 커플링 로드의 조인트 수용부들 사이의 스트럿 구조의 영역에서, 이 경우 스트럿들이 유동 방향으로 연장되거나(외부 스트럿들, 중앙 스트럿 및 중앙 벽부), 횡방향 스트럿들에 관련해서는, 그에 비해 45°± 10°만큼 기울어져 있기 때문에, 매우 균일한 유동 거동이 얻어진다. 그 외에, 커플링 로드는 조인트 수용부들 사이의 스트럿 구조의 영역에서, 유동 방향에 직교하도록 정렬되는 스트럿들이 없는데, 이는 특히 주 하중 축을 따른 커플링 로드의 개선된 강성 및 조화로운 유동을 유도한다.
특히 조인트 수용부들 사이의 스트럿들의 영역에서 통일적인 유동 거동에 유리하게 작용하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 커플링 로드가 경화 상태에서 볼 조인트 핀과 형태 결합식으로 연결되도록 사출 성형 시에 플라스틱에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 인서트 성형되는 볼 조인트 핀을 볼 조인트 수용부의 영역에서 수용하는 사출 금형에 의한 사출 성형 공정이 실행된다. 이를 위해, 사출 성형 시에 사출점, 특히 단 하나의 사출점이 바람직하게는 볼 조인트 수용부에, 특히 볼 조인트 수용부의 돔형 섹션에 배열된다. 이를 통해서도, 액체 플라스틱이 조인트 수용부들 사이의 스트럿 구조를 통일적인 방향으로 관류하게 되는데, 이는 플라스틱의 경화 이후 커플링 로드의 개선된 강성을 유도한다. 볼 조인트 핀의 간접적인 인서트 성형 시에, 플라스틱 재료는 볼 조인트 핀 주변에 직접적으로 사출되므로, 경화된 상태에서 볼 조인트 핀이 커플링 로드의 플라스틱 재료에 접하게 된다. 간접적인 인서트 성형 시에는, 볼 조인트 핀을 이미 사출 성형 공정 동안 둘러싸고 조인트면을 형성하는 구형 쉘이 제공된다. 이러한 구형 쉘은 바람직하게는 폴리옥시메틸렌(POM)으로 제조된다.
본 발명의 구체적인 실시예들이 하기에 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1a 는 커플링 로드의 사시도이고,
도 1b 및 도 1c는 도 1a에 따른 커플링 로드의 상이한 횡단면도들이고,
도 2는 추가 커플링 로드의 사시도이다.
도 1a는 섀시 부품(미도시)들과 2개의 조인트 수용부(2, 3)들의 관절식 연결을 위한 본 발명에 따른 커플링 로드(1)의 제1 실시예의 사시도를 도시한다. 조인트 수용부(2, 3)들은 종축(A)을 따라, 2개의 평행한 외부 스트럿(5, 5')들을 갖는 스트럿 구조(4)를 통하여 서로 연결된다. 외부 스트럿(5, 5')들은, 종축(A)에 대해 45°의 각도(α)를 갖는(도 1b 참조) 복수의 횡방향 스트럿(6)들을 통해 적어도 간접적으로 서로 연결된다. 또한, 외부 스트럿(5, 5')들은, 도 1c의 횡단면도 B-B에 도시된 수직 중앙 벽부(7)를 통해 연결된다. 또한, 외부 스트럿(5, 5')들 사이에 그리고 종축(A)을 따라 중앙 스트럿(8)이 형성된다. 도시된 실시예에서, 중앙 스트럿(8)은 조인트 수용부(2)로부터 조인트 수용부(3)로 연속적으로 형성되지 않고, 조인트 수용부(3)로부터 시작하여 스트럿 구조(4)의 대략 두 번째(좌측에 도시된) 절반부에 이르기까지 연장되며, 이곳에서 중앙 스트럿(8)은 2개의 횡방향 스트럿(9, 9')들을 거쳐 외부 스트럿(5, 5')들로 이어진다. 중앙 스트럿(8), 외부 스트럿(5, 5')들, 횡방향 스트럿(6, 9, 9')들 및 중앙 벽부(7) 사이에 일측으로 개방되고 실질적으로 사다리꼴 형태를 갖는 포켓(10)이 형성되도록, 중앙 스트럿(8)은 각을 이루며 배열되는 횡방향 스트럿(6, 9, 9')들과 연결된다.
조인트 수용부(2, 3)들은 상이한 방식으로 구성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 조인트 수용부(2)는 볼 조인트 수용부로서 형성되고, 조인트 수용부(3)는 고무 베어링의 수용부로서 형성된다. 두 조인트 수용부(2, 3)들은, 스트럿 구조(4)의 영역에서 외부 스트럿(5, 5')들로 이어지는 보강 스트럿(11, 11)들에 의해 완전히 둘러싸여 있다. 도 1a에 도시된 중앙 스트럿(8)은 마찬가지로 고무 베어링의 수용부의 영역에서, 그리고 이에 따라 조인트 수용부(3)의 영역에서 내부 보강 스트럿(12)으로 이어지며, 이러한 내부 보강 스트럿은 고무 베어링의 수용부를 완전히 둘러싸고, 이 경우 횡방향 스트럿(13)들을 통해 외부 보강 스트럿(11, 11')들과 연결된다. 횡방향 스트럿(13)들은 실질적으로 서로 평행하게 정렬되므로, 횡방향 스트럿(13)들, 외부 보강 스트럿(11, 11')들 및 중앙 보강 스트럿(12) 사이에는 정방형 횡단면을 갖는 포켓(14)들이 형성된다.
볼 조인트 수용부로서 형성된 조인트 수용부(2)는, 외부 스트럿(5)의 표면 위로 돌출하는 돔형 섹션(15)을 갖는다. 커플링 로드(1)의 추가 보강을 위해, 돔형 섹션(15)과 외부 스트럿(5)은 평행한 횡방향 리브(17)들을 구비한 이중벽 지지 구조(16)를 통해 연결된다.
도시된 실시예에서, 조인트 축(B, C)들은 서로 평행하게 정렬된다. 반면, 도 2는, 조인트 축(B, C)들이 서로 90°만큼 회전되어 정렬된 커플링 로드(1)의 일 실시예를 도시한다. 그 외에, 도 2에 따른 구성은 도 1a 내지 도 1c에 따른 구성에 실질적으로 상응하며, 보강 스트럿(11, 11', 12)들은 회전으로 인하여 외측 스트럿(5, 5')들 또는 중앙 스트럿(8)에 의해 이어지지 않는다. 또한, 도 2에 따른 실시예에서 중앙 스트럿(8)은 연속적으로 형성되어, 조인트 수용부(2, 3)들을 연결한다. 이러한 실시예에서 외부 스트럿(5, 5')들은 서로 평행하게 또는 중앙 스트럿(8)에 대해 대칭으로 형성된다. 또한, 여기서 사다리꼴형 포켓(10)들은 중앙 스트럿(8)에 대해 거울 대칭으로 형성 또는 배열된다.
도시된 실시예들의 커플링 로드(1)들은 사출 성형 공정에서 제조된다. 이를 위해, 볼 조인트 수용부의 영역 및 그에 따라 조인트 수용부(2)의 영역, 특히 그곳의 돔형 섹션(15)의 영역에는 사출점을 형성하는 평탄부(18)가 배열되어 있다. 커플링 로드(1)의 제조 동안, 이러한 위치에서 액체 플라스틱은 사출 금형 내로 사출되고, 그곳으로부터 전체 사출 금형을 통해 유동한다. 사출 성형 공정의 실행 시에, 사출 금형은 볼 조인트 수용부의 영역에 볼 조인트 핀을 이미 수용하고 있으며, 이러한 볼 조인트 핀은 사출 성형 시에 플라스틱에 의해 직접적으로 인서트 성형된다. 커플링 로드(1)의 경화 상태에서, 볼 조인트 핀은 이미 형태 결합식으로 둘러싸여져 있고, 조인트 수용부의 확장을 통해 조인트 수용부 내로 압입될 필요가 없다.
1 커플링 로드
2 조인트 수용부
3 조인트 수용부
4 스트럿 구조
5 5' 외부 스트럿
6 횡방향 스트럿
7 중앙 벽부
8 중앙 스트럿
9, 9' 횡방향 스트럿
10 포켓
11, 11' 보강 스트럿
12 보강 스트럿
13 횡방향 스트럿
14 포켓
15 돔형 섹션
16 이중벽 지지 구조
17 횡방향 리브
18 평탄부
A 종축
B, C 조인트 축
α 각도

Claims (10)

  1. 스트럿 구조(4)를 통하여 종축(A)을 따라 서로 연결된 2개의 조인트 수용부(2, 3)들을 구비한 섀시 부품들의 관절식 연결을 위한 커플링 로드로서, 스트럿 구조(4)는 복수의 횡방향 스트럿(6, 9, 9')들을 통해 서로 연결된 2개의 평행 정렬된 외부 스트럿(5, 5')들을 갖는, 커플링 로드에 있어서,
    횡방향 스트럿(6, 9, 9')들은 종축(A)에 대해 45°± 10°의 각도를 갖고, 외부 스트럿(5, 5')들에 대해 수직으로 정렬되고 외부 스트럿(5, 5')들을 서로 연결하는 중앙 벽부(7)가 배열되는 것을 특징으로 하는, 커플링 로드.
  2. 제1항에 있어서, 외부 스트럿(5, 5')들 사이에는 적어도 영역별로, 평행하게 배열된 중앙 스트럿(8)이 배열되고, 이러한 중앙 스트럿은, 중앙 스트럿(8), 외부 스트럿(5, 5')들, 횡방향 스트럿(6)들 및 중앙 벽부(7) 사이에 일측으로 개방되고 실질적으로 사다리꼴 형태를 갖는 포켓(10)들이 형성되도록, 각을 이루며 배열되는 횡방향 스트럿(6, 9, 9')들과 연결되는 것을 특징으로 하는, 커플링 로드.
  3. 제2항에 있어서, 2개의 외부 스트럿들 중 제1 외부 스트럿(5)과 중앙 스트럿(8) 사이의 영역의 사다리꼴형 포켓(10)들은 2개의 외부 스트럿들 중 제2 외부 스트럿(5')과 중앙 스트럿(8) 사이의 영역의 사다리꼴형 포켓(10)들과 반대로 정렬되고, 특히 사다리꼴형 포켓(10)들은 중앙 스트럿(8)에 대해 거울 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 커플링 로드.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 조인트 수용부(2)는 볼 조인트 수용부로서 형성되고, 다른 조인트 수용부(3)는 고무 베어링의 수용을 위해 형성되는 것을 특징으로 하는, 커플링 로드.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 스트럿(5, 5')들은 조인트 수용부들 중 하나 이상의 조인트 수용부의 영역에서, 이러한 조인트 수용부 또는 두 조인트 수용부(2, 3)들을 완전히 둘러싸는 외부 보강 스트럿(11, 11')들로 이어지는 것을 특징으로 하는, 커플링 로드.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 중앙 스트럿(8)은 고무 베어링의 수용부의 영역에서, 고무 베어링의 수용부를 완전히 둘러싸고 횡방향 스트럿(13)들을 통해 외부 보강 스트럿(11, 11')들과 연결되는 내부 보강 스트럿(12)으로 이어지는 것을 특징으로 하는, 커플링 로드.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 볼 조인트 수용부는 외부 스트럿(5)의 표면 위로 돌출하는 돔형 섹션(15)을 형성하고, 돔형 섹션(15)과 외부 스트럿(5)은 바람직하게는 횡방향 리브(17)들을 구비한 이중벽 지지 구조(16)를 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 커플링 로드.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 조인트 축(B, C)들은 서로 평행하게 또는 90°만큼 회전되어 정렬되는 것을 특징으로 하는, 커플링 로드.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 커플링 로드(1)는 사출 성형 공정에서 제조되고, 플라스틱 사출 성형 부품으로서 형성되며, 특히 커플링 로드(1)가 경화 상태에서 볼 조인트 핀과 형태 결합식으로 연결되도록 사출 성형 시에 플라스틱에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 인서트 성형되는 볼 조인트 핀을 볼 조인트 수용부의 영역에서 수용하는 사출 금형에 의한 사출 성형 공정이 실행되는 것을 특징으로 하는, 커플링 로드.
  10. 제9항에 있어서, 사출 성형 시에 사출점이 볼 조인트 수용부에, 특히 볼 조인트 수용부의 돔형 섹션(15)에 배열되는 것을 특징으로 하는, 커플링 로드.
KR1020217024801A 2019-03-04 2020-02-06 커플링 로드 KR20210129644A (ko)

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