KR20240035713A - 킹 핀 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 로드 트레인의 세미트레일러용 킹 핀 어셈블리(1)로서, 회전축(A)을 형성하는 킹 핀(2), 회전축(A) 둘레에 배치된 피벗 베어링(3), 피벗 베어링(3)에 연결되고 특히 전기 및/또는 전자기 및/또는 공압 및/또는 유압 연결 수단(5)을 간접적으로 또는 직접적으로 유지하기 위해 회전축(A)을 중심으로 피벗 가능한 홀더(4)를 포함하고, 킹 핀(2)은 킹 핀(2)을 세미트레일러에 간접적으로 또는 직접적으로 장착하기 위한 킹 핀 플랜지(6)를 포함하며, 피벗 베어링(3)은 킹 핀(2)에 대해 고정된 베어링 링(7) 또는 고정된 베어링 링의 세그먼트와, 킹 핀에 대해 회전 가능한 베어링 링(8) 또는 회전 가능한 베어링 링 세그먼트를 포함하고, 홀더(4)는 회전 가능한 베어링 링(8)에 고정되며, 회전 가능한 베어링 링(8)으로부터 축방향으로 이격되어 있고 킹 핀(2)에 대해 직접적으로 접하는 지지 요소(9)가, 홀더(4)에 연결되고, 회전축(A)에 대해 반경 방향(R)으로 길이가 조절 가능한 것인 킹 핀 어셈블리를 제공한다.

Description

킹 핀 어셈블리{KINGPIN ASSEMBLY}

본 발명은 로드 트레인의 세미트레일러용 킹 핀 어셈블리로서, 피벗 축을 형성하는 킹 핀, 피벗 축 둘레에 배치된 피벗 베어링, 및 피벗 베어링에 연결되고 특히 전기 및/또는 전자기 및/또는 공압 및/또는 유압 연결 수단을 간접적으로 또는 직접적으로 유지하기 위해 피벗 축을 중심으로 피벗 가능한 홀더를 포함하고, 킹 핀은 킹 핀을 세미트레일러에 간접적으로 또는 직접적으로 장착하기 위한 킹 핀 플랜지를 포함하며, 피벗 베어링은 킹 핀에 대해 고정된 베어링 링 또는 킹 핀에 대해 고정된 베어링 링 세그먼트와, 킹 핀에 대해 회전 가능한 베어링 링 또는 킹 핀에 대해 회전 가능한 베어링 링 세그먼트를 포함하고, 홀더는 회전 가능한 베어링 링 또는 회전 가능한 베어링 링 세그먼트에 고정되는 것인 킹 핀 어셈블리에 관한 것이다.

이러한 킹 핀 어셈블리는, 예를 들어 특허문헌 EP 3 891 051 A1, EP 1 918 179 A1 및 DE 10 2004 024 333 A1에 공지되어 있다.

트랙터와 세미-트레일러(간단히 세미트레일러라고도 함)는, 대형 트레일러 트럭이라고도 하는 로트 드레인을 형성한다. 피프스 휠 플레이트(fifth wheel plate)가 트랙터 상에 배치되며, 세미트레일러의 밑면에 위치된 킹 핀은 피프스 휠 플레이트에 맞물리고 잠금 고정된다. 세미트레일러를 결합하기 위해, 피프스 휠 커플링 플레이트는 일반적으로 주행의 방향에서 쐐기 형상으로 테이퍼져 있는 진입 개구를 갖게 구성되어 있고, 진입 개구는, 킹 핀이 피프스 휠 커플링 플레이트에 간섭 없이 들어가고 나가는 것을 보장하는 설치 공간 깊이를 갖는 자유 설치 공간을 갖는다. 결합 중에, 세미트레일러는 그 세미트레일러 플레이트에 의해 미끄럼 이동하고, 세미트레일러 플레이트 상의 킹 핀은 고정 위치에서 간접적으로 또는 직접적으로 피프스 휠 커플링 플레이트의 표면에 장착되며, 이에 따라 수직 위치 설정을 제공한다. 측방 안내는 킹 핀에 의해 제공되고, 킹 핀은 결합 동안에, 그 잠금 고정 위치에 도달할 때까지, 확실하게 진입 개구 안으로 안내된다. 진입 개구는 하향 방향에서는 킹 핀의 길이에 의해 정해진다. 다시 말하자면, 진입 개구의 아래에 위치한, 보강 리브와 같은 구성요소는, 트레일러가 결합되거나 결합 해제될 때, 킹 핀에 맞물릴 수 없다.

"수직", "수평", "상측" 및 "하측" 등과 같은 용어들은, 별도로 명시적으로 기술되어 있지 않은 한, 본원에서 중력의 방향과 관련이 있다. "축방향", "반경 방향" 및 "접선 방향" 등과 같은 용어들은, 별도로 명시적으로 기술되어 있지 않은 한, 본원에서 킹 핀에 의해 정해지는 회전의 축과 관련이 있다.

전기 및/또는 전자기 및/또는 공압 및/또는 유압 연결 수단은, 예를 들어 DE 10 2004 024 333 A1에도 기술된 바와 같이, 트랙터와 트레일러 사이의 라인을 연결하기 위한 플러그인 커플링 시스템의 일부이다. 플러그인 커플링 시스템은 다양한 설계로 알려져 있다. 플러그인 커플링 시스템은 적어도 플러그와 플러그 소켓을 포함하고, 세미트레일러와 트랙터를 결합하고 결합 해제할 때, 플러그와 플러그 소켓을 자동적으로 연결하고 연결 해제하는 역할을 하는 다른 구성요소들을 또한 일반적으로 포함한다. 따라서, 이런 의미에서 용어 "연결 수단"은 적어도 플러그 또는 플러그 소켓을 포함한다. 안전상의 이유로, 플러그인 커플링 시스템의 통전 단부는 일반적으로 트랙터 상의 플러그 소켓으로서 설계되고, 대응 플러그는 세미트레일러 상에 배치된다. 특히, 고정 위치에서 암형 플러그는 피프스 휠 커플링에서 진입 개구 아래에 배치되고, 이에 따라 보호 영역에 위치되며, 이 보호 영역에서 암형 플러그는 결합 동안에 킹 핀과 충돌할 수 없다.

용어 "홀더"는, 연결 수단이 지지 프레임 상에 그리고 이에 따라 간접적으로 홀더(=장착 베이스) 상에 유지되는 다중-부분 설계의 경우에는 지지 프레임을 위한 장착 베이스를 지칭하고, 연결 수단이 직접적으로 또는 간접적으로 홀더(=지지 프레임) 상에 유지되는 단일 부재 설계의 경우에는 지지 프레임 자체를 지칭한다.

연결 수단, 즉 일반적으로 플러그는, 통상적으로 지지 프레임의 밑면에 또는 캐비티에서 지지 프레임의 내부에 배치되고, 수평 평면에서 바라 본 지지 프레임은, 맞물릴 때 지지 프레임이 항상 피프스 휠 커플링에 대해 동일한 수평 위치에 자체 정렬되어, 플러그와 플러그 소켓이 확실하게 연결될 수 있게 하는 방식으로, 쐐기 형상의 진입 개구에 대해 상보적으로 구성된 쐐기형 또는 V자형 형태를 갖는다.

또한, 알려진 바와 같이, 플러그는, 지지 프레임에 대해 수직 방향으로 스프링 장착되는 지지 프레임 상의 베이스 플레이트 상에 배치될 수 있다. 트레일러의 결합 시, 플러그와 소켓이 최종적으로 연결될 때까지, 스프링 부하형 베이스 플레이트 또는 플러그는 압력을 받아 진입 개구의 영역에서 삽입 보조부로 안내되고, 이에 의해 자동적으로 수직 방향에서의 위치 설정이 또한 이루어지며, 이에 따라 필요한 높이 보상이 보장된다.

따라서, DE 10 2004 024 333 A1에는, 플러그 장치의 지지 프레임이 진입 개구의 각도에 맞춰진 측면을 갖는 V자형 프레임 구조인 것이 알려져 있다. 측면들은 지지 프레임의 양측면으로부터 하향 연장되고 킹 핀 단부에서 공통의 지지 웹으로 병합된다. 지지 웹은 킹 핀의 하부 칼라에 접하고 틸팅 모멘트를 킹 핀에 전달한다. 이로써, 킹 핀과 트레일러 플레이트에 대한 지지 프레임의 수직 위치가 정해져서, 결합의 과정이 수직 및 수평 안내를 통해 전술한 바와 같이 안전하게 수행될 수 있다는 것이 보장된다.

그러나, 마모로 인하여, 그리고 특히 개보수된 또는 교체된 킹 핑 어셈블리의 경우에는, 제조 공차로 인하여, 패스너들과 킹 핀의 상대적인 배치 구성에 있어서의 변동이 드러나게 될 수 있고, 이는 전술한 높이 보상에도 불구하고 안전한 결합을 위태롭게 한다. 따라서, 본 발명의 과제는, 마모 시에 그리고 개보수 또는 수리 시에 간단한 방식으로 균등하게 안전한 결합을 보장하는 킹 핀 어셈블리를 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구항 1에 따른 킹 핀 어셈블리에 의해 해결된다.

본 발명에 따르면, 전술한 킹 핀 어셈블리는 추가적으로, 지지 요소가 홀더에 연결되고, 상기 지지 요소는 회전 가능한 베어링 링 또는 회전 가능한 베어링 링 세그먼트로부터 축방향으로 이격되어 있으며, 킹 핀에 대해 직접적으로 접하고, 회전축에 대해 반경 방향으로 길이가 조절 가능한 것으로 구성된다.

고정된 베어링 링 또는 고정된 베어링 링 세그먼트와 함께, 회전 가능한 베어링 링 또는 회전 가능한 베어링 링 세그먼트는 액시얼-레이디얼 피벗 베어링을, 즉 홀더 및/또는 지지 프레임에 대해 회전 자유도만을 갖는 홀더 및/또는 지지 프레임을 위한 상부 서스펜션을 형성한다. 홀더의 위치는 피벗 베어링에 의해 반경 방향 및 축방향으로 킹 핀과 트레일러 플레이트에 대해 결정된다. 그러나, 지지 프레임은, 그 반경 방향 길이로 인하여 그리고 특히 마모가 일어난 경우에는 바람직하지 않은 레버로 인하여, 플러그측의 자유 단부에서 하향 방향으로 틸팅될 수 있다. 이에 대해서는 베어링 구조와 지지 프레임을 강화함으로써 부분적으로만 대응할 수 있는 데, 이는 특히 이들 구성요소를 가능한 한 경량으로 유지하도록 주의를 기울여야 하기 때문이다. 따라서, 피벗 베어링의 평면으로부터 축방향으로 거리를 두고 홀더와 지지 프레임을 위한 하부 지지체를 킹 핀에 형성함으로써 상기한 기울어짐에 대응하는 지지 요소가 제공되는데, 피벗 베어링의 평면은 서로의 위에 놓인 베어링 링/베어링 링 세그먼트의 액시얼 슬라이딩 표면들의 평면에 의해 형성된다. 이를 통해, 전술한 바와 같이, 킹 핀과 트레일러 플레이트에 대한 플러그의 수직 위치가 정해진다. 그러나, 본 발명에 따르면, 지지체는 지지 프레임의 일체형 부분에 의해 직접적으로 제공되는 것이 아니라, 반경 방향으로 길이 조절 가능하고 이에 따라 홀더 및 지지 프레임의 기울어짐에 대한 조정 옵션을 제공하는 별도의 지지 요소를 통해 제공된다. 이는, 커넥터 소켓에 대한 커넥터의 수직 위치의 미세 조정을 허용하고, 이에 의해, 예를 들어 제조 공차, 마모 등이 보상될 수 있으며, 그 결과 결합은 알려진 방식으로 안전하게 수행될 수 있다.

360° 둘레를 갖는 고정된 베어링 링과 회전 가능한 베어링 링 양자 모두뿐만 아니라 각각의 경우에 "베어링 링 세그먼트"만이 또는 한편의 베어링 링과 다른 편의 "베어링 링 세그먼트"의 조합이 피벗 베어링을 위해 사용될 수 있다는 점에 유의해야 할 필요가 있다. 원칙적으로, 베어링 링 세그먼트는 회전 운동의 자유도를 보장하고 모든 다른 차원에 있어서의 위치를 고정하기에 충분한 데, 이는 피프스 휠 커플링이 여하튼 최대 약 260°의 피치 원에 걸쳐서 회전 운동만을 허용하기 때문이다. 그러나, 완전한 환형의 고정된 베어링 링과 회전 가능한 베어링 링은 강성이 더 높다는 장점을 갖고, 결국에는 특히 틸팅 모멘트의 발생 시 보다 정확한 위치 규정을 보정하며, 이에 따라 일반적으로 선호된다.

지지 요소는 바람직하게는 킹 핀과 접촉하는 슬라이딩 표면을 갖는다. 지지 요소는 별개의 구성요소이기 때문에, 슬라이딩 요소로서의 기능에 대해 간단한 방식으로 최적화될 수 있다. 이는 특히, 마찰-감소 재료의 표면으로 슬라이딩 표면을 형성함으로써 바람직하게 실시된다. 이러한 의미에서, 슬라이딩 요소는 주로 마찰-감소 재료로 제조될 수 있고, 이러한 경우 마찰-감소 재료는 중실형 재료로 지칭되거나 이러한 재료의 코팅을 가질 수 있다. 마찰-감소 재료는, 마찰학적으로 효과적인 필러, 예를 들어 바람직하게는 그래파이트, PTFE, MoS₂, h-BN, 납, 주석 등과 같은 소위 건식 윤활제를 함유하고, 이에 따라 통상적으로 필러 없이 지지 프레임용으로 사용되는 알루미늄 또는 강 재료와 비교하여 킹 핀과의 상호 작용 시 낮은 마찰 계수를 갖는 재료를 나타낸다. 이러한 중실형 재료 또는 코팅에 적합한 매트릭스 재료는 플라스틱, 청동 또는 알루미늄을 포함한다.

따라서, 지지 요소는 또한, 적어도 슬라이딩 표면을 따라, 플라스틱 매트릭스를, 특히 열가소성, 특히 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리옥시메틸렌(POM), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)으로 제조된 플라스틱 매트릭스를 갖는 것이 바람직하다.

킹 핀은 바람직하게는, 회전축을 중심으로 동축으로 배치되는 반경 r의 원통형 표면 또는 적어도 그 세그먼트로서, 지지 요소가 접하는 원통형 표면 또는 적어도 그 세그먼트를 갖는다. 다시 말하자면, 피프스 휠의 제한된 회전 각도로 인해, 하나의 실린더 세그먼트로 충분하지만, 일반적으로 킹 핀은 그 전체 축방향 범위에 걸쳐, 하나의 원형 단면을 또는, 그 필수적인 네킹으로 인해, 수 개의 원형 단면을 갖고, 이러한 의미에서 지지 요소가 접할 수 있는 적어도 하나의 원통형 표면을 갖는다는 점에 유의해야 할 필요가 있다. 필수 네킹은 피프스 휠과의 연동을 위해 제공되므로, 킹 핀은 선택적으로 네킹 위에서, 소위 상부 칼라에서, 또는 네킹 아래에서, 소위 하부 칼라에서 접할 수 있다.

슬라이딩 표면은 바람직하게는 회전축에 수직인 방향으로 지지 요소를 킹 핀에 대해 중심을 맞추도록 기하학적으로 구성된다. 이는 유익하게는, 회전축에 수직인 평면에서 V자형 윤곽을 형성하는 슬라이딩 표면에 의해, 또는 반경 r'을 갖는 오목한 곡면으로서 형성되는 슬라이딩 표면에 의해 구현되는데, 반경 r'은 r-5 ㎜와 r+5 ㎜의 사이이고, 더 바람직하게는 r-1 ㎜와 r+5 ㎜의 사이이며, 특히 바람직하게는 r과 r+5 ㎜의 사이이다. 두 경우 모두, 슬라이딩 표면의 위치는 회전축 또는 킹 핀의 원통형 표면에 대한 접선 방향으로 정해진다.

지지 요소는 바람직하게는 회전축에 대한 반경 방향으로 길이 조절 가능한 연결 요소에 의해, 홀더에 연결된다. 지지 요소의 일부로서, 연결 요소는 반경 방향에서의 조절 가능성을 보장한다. 특히, 지지 요소는 회전축에 대해 반경 방향으로 연장되는 (연결 요소로서의) 나사형 로드에 의해 지지 프레임에 연결되는 것이 바람직하다. 대안적인 실시형태는, 상기 나사형 로드 대신에, 클램핑 부재 또는 클램핑 나사와 함께 핀 또는 로드를, 연결 나사와 세장형 구멍을 갖는 레일을, 토글 장치를, 또는 기어 트랙과 같은 치형 또는 래치형 요소와 치형부에 맞물리는 대응하는 상대 부분을 제공한다.

상기 홀더는 바람직하게는 길이-조절 가능한 연결 요소 및/또는 나사형 로드가 접하는 가로 스트럿을 갖는다. 가로 스트럿은 회전축에 수직인 평면에서, 그리고 지지 요소의 길이 조절 가능성을 허용하도록 실질적으로 접선 방향으로 킹 핀으로부터 충분한 거리로 연장된다.

고정된 베어링 링 또는 고정된 베어링 링의 세그먼트는 바람직하게는 킹 핀 플랜지에 직접적으로 부착된다. 이로써, 세미트레일러 자체에 구조적 변경을 실시할 필요 없이도, 킹 핀 어셈블리가 용이하게 교체 또는 개보수되는 것이 허용된다. 예를 들어, 오래된 킹 핀을 세미트레일러 플레이트로부터 빼내고, 피벗 베어링과 홀더를 포함하며 킹 핀 플랜지에 동일한 구멍 패턴을 갖는 새로운 킹 핀을 그 자리에 장착할 수 있다.

바람직하게는, 고정된 베어링 링 또는 고정된 베어링 링의 세그먼트는 회전축에 대해 반경 방향의 안쪽에 배치되고, 회전 가능한 베어링 링 또는 회전 가능한 베어링 링의 세그먼트는 반경 방향의 바깥쪽에 배치된다. 이는 또한, 도면을 참조로 하여 이하에 설명되는 바와 같이, 최적의 회전 안내와 동시에 킹 핀 어셈블리의 용이한 교환 가능성 또는 개보수 가능성에 기여한다.

단일 부재 구성의 경우, 즉 홀더가 회전축에 대해 반경 방향의 바깥쪽으로 배향된 지지 프레임으로서 구성되는 경우, 홀더 또는 지지 프레임으로부터 회전축의 방향으로 상향 돌출하는 스페이서가 홀더 또는 지지 프레임 상에 배치되는데, 스페이서는 홀더 또는 지지 프레임을 세미트레일러에 간접적으로 또는 직접적으로 접하게 하도록 배치된다.

다중-부분 설계의 경우, 즉 지지 프레임이 회전축에 대해 반경 방향의 바깥쪽으로 배향된 홀더 상에 장착되는 경우, 지지 프레임으로부터 회전축의 방향으로 돌출하는 스페이서 부재가 지지 프레임 상에 배치되는데, 스페이서는 또한 지지 프레임을 세미트레일러에 간접적으로 또는 직접적으로 접하게 하도록 배치된다.

두 경우 모두, 길이-조절 가능한 지지 요소는 바람직하게는, 지지 프레임 또는 홀더가 스페이서를 이용해 세미트레일러와 접하여, 홀더 또는 지지 프레임의 진동 경향을 줄이고, 연결 수단이 배치되는 홀더 또는 지지 프레임의 자유 단부의 위치를 보다 정확하게 결정하도록 조절된다. 홀더가 킹 핀을 중심으로 회전될 때, 기계적 응력을 피하기 위해, 지지 요소는 유리하게는, 회전 동안 홀더가 위에서 스위핑할 수 있는 트레일러 플레이트의 영역의 최저 지점을 따라 정렬된다.

회전 가능한 베어링 링 또는 베어링 링의 세그먼트는 유리하게는, 회전축의 방향으로 연장되는 원통 벽 세그먼트를 갖고, 홀더는 원통 벽 세그먼트에 고정된다. 원통 벽 세그먼트는 액시얼 로터리 베어링의 평면으로부터 홀더로의 수직 연결을 형성하고, 이와 동시에 길이-조절 가능한 연결 요소 및/또는 나사형 로드와 접하는 가로 스트럿을 형성하기에 적합하다.

원통 벽 세그먼트는 바람직하게는 그 접선 방향의 폭이 ＜ 2.1×r이고, 이에 따라 결합 동안에 연결 수단을, 원-피스 설계의 경우에는 V자형 지지 요소의 반경 방향 최내측 부분으로서 또는 투-피스 설계의 경우에는 홀더의 내측 연속부로서 안내하는 데 참여한다.

바람직한 실시형태에서, 지지 요소는 회전축에 대해 적어도 반경 방향으로 탄성적으로 변형 가능하도록 구성되고 및/또는 상기 방향으로 작용하는 스프링 요소를 구비하여, 지지 요소는 조절 가능한 사전 인장 하에서 킹 핀에 접한다. 스프링 요소는, 예를 들어 스파이럴 압축 스프링, 디스크 스프링 어셈블리 또는 탄성 변형 가능한 소성체일 수 있다. 이러한 설계는, 지지 요소의 길이 조정과 함께, 일정한 접촉 압력으로 지지 요소가 킹 핀에 접하고 지지 프레임이 트레일러 플레이트에 접하는 것을 항상 보장하는, 특정 사전 인장을 조정할 수 있게 한다. 이는 지지 프레임의 뒤틀림을 감소시키는 동시에 지지 프레임의 진동이 한층 더 감쇠되는 것을 허용한다.

본 발명의 상기한 특징 및 이점과 그 밖의 특징 및 이점은 도면을 참조로 하여 이하에 보다 상세히 설명된다. 도면들은 다음을 보여준다:
도 1은 본 발명에 따른 킹 핀 어셈블리의 실시형태의 사시 단면도를 보여주고;
도 2는 킹 핀 어셈블리를 아래에서 본 모습을 보여주며;
도 3은 지지 프레임을 갖는 킹 핀 어셈블리를 아래에서 본 모습을 보여주고;
도 4는 킹 핀 어셈블리를 측단면도로 보여주며;
도 5는 킹 핀 어셈블리의 분해도이고;
도 6은 본 발명에 따른 킹 핀 어셈블리의 실시형태를 측면도로 개략적으로 보여준다.

도 1 내지 도 5는 로드 트레인의 세미트레일러용 킹 핀 어셈블리(1)로서, 회전축(A)을 형성하는 킹 핀(2), 회전축(A) 둘레에 배치된 피벗 베어링(3), 피벗 베어링(3)에 연결되고 회전축(A)을 중심으로 피벗 가능한 홀더(4)를 포함하는 동일한 킹 핀 어셈블리를 도시한다. 이러한 다중-부분 실시형태에서, 홀더(4)는 지지 프레임(20)을 위한 장착 베이스로서 구성되고, 원통 벽 세그먼트(16) 및 원통 벽 세그먼트(16)로부터 실질적으로 반경 방향으로 돌출하는 포크형의 2개의 유지 아암(21)을 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 지지 프레임(20)은 홀더(4)의 2개의 유지 아암(21)에 고정된다. 따라서, 이는 홀더(4)가 지지 프레임(20)을 위한 장착 베이스로서 구성되는 다중-부분 설계이다. 상부 측면에서는, 지지 프레임(20)이 보호 커버(22)를 포함한다. 보호 커버(22)의 아래에서는, 연결 수단(도시 생략)이 그 자유 단부에서 지지 프레임(20) 내부에 위치되고, 베이스 플레이트를 통해 지지 프레임에 간접적으로 부착된다. 지지 프레임(20)은 단면이 V자형인 프레임 구조물로서 형성되고, 지지 프레임의 측면들은 이에 대응하는 진입 개구의 각도에 맞춰져 있다.

킹 핀(2)은 세미트레일러에, 보다 구체적으로는 세미트레일러 플레이트(24)에 용접된 플레이트(18)에, 킹 핀(2)을 장착하기 위한 킹 핀 플랜지(6)를 포함한다. 종래 기술에 알려져 있는 바와 같이, 장착은 플랜지(6)를 따라 원형으로 배치된 볼트(25)들에 의해 장착이 수행된다. 플레이트(18)는 위를 향해 있는 리세스(26)를 포함하고, 이 리세스에는 킹 핀 플랜지(6) 그리고 부분적으로는 피벗 베어링(3)이 수용된다. 리세스(26)의 깊이뿐만 아니라 트레일러 플레이트(24)의 두께는, 홀더(4)의 일체로 형성된 원통 벽 세그먼트(16)를 제외하고, 피벗 베어링(3)이 트레일러 플레이트(24)의 밑면을 넘어 돌출하지 않는 정도이다.

당업계에 일반적으로 알려진 바와 같이, 위에서 아래로 바라 본, 킹 핀은 추가적으로 상부 칼라(27), 네킹(28) 및 하부 칼라(29)를 포함한다. 상부 칼라(27), 네킹(28) 및 하부 칼라(29)는 모두 기본 원형의 원통 형상을 갖는다. 상부 칼라에서, 킹 핀은 반경 r을 갖는다. 네킹(28)은 피프스 휠의 잠금 고정 장치가 결하보디는 섹션이다.

피벗 베어링(3)은 킹 핀(2)에 대해 고정된 베어링 링(7)과, 킹 핀에 대해 회전 가능한 베어링 링(8)을 포함한다. 고정된 베어링 링(7)은 나사(30)에 의해 킹 핀 플랜지에 직접적으로 부착된다.

고정된 베어링 링(7)과 플랜지(6)의 이중 볼트 체결은, 킹 핀 어셈블리(1) 전체가 또는 피벗 베어링(3)의 일부만이 간단한 방식으로 교체될 수 있다는 것을 의미한다. 본 발명에 따른 킹 핀 어셈블리(1)는 기존 킹 핀 어셈블리 대신에 간단하게 장착될 수 있기 때문에, 특히 개보수의 경우, 세미트레일러에 대해 구조적 변경을 실시할 필요가 없다. 이는, 동일한 나사 연결에 의해서 뿐만 아니라, 홀더(4)와 피벗 베어링(3)에 필요한 작은 설치 공간에 의해서도 또한 보장된다. 이러한 목적으로, 특히 도 1과 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 고정된 베어링 링(7)은 회전축(A)에 대해 반경 방향으로 안쪽에 배치되고 회전 가능한 베어링 링(8)은 반경 방향으로 바깥쪽에 배치된다면, 더 유익하다.

고정된 베어링 링(7)과 회전 가능한 베어링 링(8)은 액시얼-레이디얼 피벗 베어링을 형성한다. 축방향에서, 베어링 배치 구성은 서로의 위에 놓인 베어링 링들(7, 8)의 액시얼 슬라이딩 표면들에 의해 달성된다. 슬라이딩 표면들은 "회전 평면" 또는 "피벗 베어링의 평면"(32)을 형성한다(도 4 참조). 반경 방향에서, 베어링 링들은 원통형 표면(34)을 따라 서로 접하고, 이에 따라 홀더(4)의 운동의 자유도를 순 회전 운동으로 제한한다. 회전 가능한 베어링 링(8)은, 그 외주면을 따라, 원주 방향의 단차형 보강 림(36)을 포함한다.

홀더(4)는 회전 가능한 베어링 링(8)에 고정된다. 도시된 실시형태에서, 회전 가능한 베어링 링 상의 홀더의 원통 벽 세그먼트(16)가 홀더에 일체로 형성된다. 따라서, 원통 벽 세그먼트는 액시얼 로터리 베어링의 평면(32)으로부터 홀더(4)로의 수직 연결을 형성한다.

따라서, 홀더(4)의 위치는 피벗 베어링(3)에 의해 반경 방향 및 축방향으로 킹 핀(2)과 트레일러 플레이트(24)에 대해 결정된다.

지지 프레임(20)이 그 반경 방향 전체 길이로 인하여 하방으로 기울어지 않거나, 가능한 한 적게 기울어지는 것을 보장하기 위해, 킹 핀 어셈블리(1)는 지지 요소(9)를 포함한다. 이 지지 요소는, 회전축(A)에 대해 반경 방향(R)으로 길이 조절 가능한 연결 요소(12)에 의해, 홀더(4)에 연결된다. 지지 요소는 피벗 베어링(3)의 평면(32) 아래에 축방향으로 이격되어 배치되고, 이 곳에서 회전축(A)을 중심으로 동축으로 배치된 킹 핀(2)의 상부 칼라(27)의 원통형 표면(11)에 직접적으로 접해 있다. 네킹(28)은 피프스 휠 커플링과의 잠금 고정을 위해 완전히 자유롭게 유지되어야 하지만, 대안적인 실시형태에서 지지 요소(9)는 또한 하부 칼라(29)에 접할 수 있고, 그 결과 레버가 전반적으로 커지며, 이에 따라 지지가 더 견고해진다.

이 예에서, 연결 요소(12)는 나사형 로드(13)로서 설계되는데, 이 나사형 로드는, 여기서는 가로 스트럿(14)을 형성하는 원통 벽 세그먼트(16)에, 반경 방향 내측에 나사 결합되고, 이러한 방식으로 원통 벽 세그먼트에 대해 지지된다. 대안적으로, 연결 요소는 또한, 예를 들어 재료-잠금 고정 또는 마찰-잠금 고정 연결에 의해, 원통 벽 세그먼트에 고정될 수 있다. 타측에서는, 나사형 로드(12)는 지지 요소(9)의 금속 블록(40)에 나사 결합되고 너트(42)로 잠금 고정된다. 지지 요소(9)의 일부로서, 나사형 로드(12)는 반경 방향(R)에서의 조절 가능성을 보장한다. 나사형 로드를 돌려 빼내는 것에 의해 지지 요소가 반경 방향으로 연장되면, 예를 들어 홀더(4)는 그 자유 단부에서 상승되고, 반대로 돌려 넣는 것에 의해서는 하강된다. 따라서, 홀더는, 예를 들어 킹 핀의 마모 정도, 지지 프레임, 플러그 또는 트레일러 플레이트의 구조적 공차에 맞춰 정밀하게 조정될 수 있어, 플러그는 수직 방향으로 그 소기의 위치로 정확하게 이동될 수 있다.

지지 요소(9)는 킹 핀(2)의 원통형 표면(11)과 직접적으로 접촉하는 슬라이딩 표면(10)을 추가적으로 포함하고, 슬라이딩 표면(10)은 플라스틱 블록(44)에 형성되며, 플라스틱 블록은 결국에는 지지 요소(9)의 금속 블록(40)에 접합되거나 또는 다른 방식으로 부착된다. 플라스틱 블록(44)은 플라스틱 매트릭스를 갖고, 이 플라스틱 매트릭스에는 킹 핀(2)의 표면과 협력하여 마찰 계수를 감소시키도록 마찰학적으로 효과적인 필러 입자가 분산될 수 있다.

슬라이딩 표면(10)은 반경 r'을 갖는 오목한 곡면으로서 형성되어, 지지 요소(9)는 회전축(A) 또는 킹 핀(2)의 원통형 표면(11)에 대한 접선 방향으로 킹 핀에 대해 자체 정렬된다.

도 6은 반경 방향 외측으로 배향된 지지 프레임(20)을 갖는 본 발명에 따른 킹 핀 어셈블리를 개략적으로 보여주는데, 이 킹 핀 어셈블리에서는 스페이서(46)가 지지 프레임(20)으로부터 회전축(A)의 방향으로 상향 돌출되게 배치되어 있고, 스페이서(46)는 세미트레일러의 세미트레일러 플레이트(24)에 접하여 지지 프레임(20)을 지지한다.

지지 프레임(20) 내에서, 그 자유 단부(23)에는, 점선으로 도시된 연결 수단(48)이 부착되어 있다.

이 실시형태에서, 지지 요소(9)는 반경 방향(R)으로 회전축(A)에 대해 작용하는 스프링 요소(50)를 포함한다. 스프링 요소(50)는 개략적으로 도시되어 있고, 예를 들어 스파이럴 압축 스프링, 디스크 스프링 어셈블리 또는 탄성 변형 가능한 소성체일 수 있다. 이로써, 지지 요소(9)의 길이 조정과 함께, 일정한 접촉 압력으로 지지 요소(9)가 킹 핀(2)에 접하고 지지 프레임(20)이 스페이서(46)를 통해 트레일러 플레이트(24)에 접하는 것을 항상 보장하는, 특정 사전 인장이 조정되는 것이 허용된다.

1 : 킹 핀 어셈블리 2 : 킹 핀
3 : 피벗 베어링 4 : 홀더
6 : 킹 핀 플랜지 7 : 고정된 베어링 링
8 : 회전 가능한 베어링 링 9 : 지지 요소
10 : 슬라이딩 표면 11 : 원통형 표면
12 : 연결 요소 13 : 나사형 로드
14 : 가로 스트럿 16 : 원통 벽 세그먼트
18 : 플레이트 20 : 지지 프레임
21 : 지지 아암 22 : 보호 커버
23 : (지지 프레임의) 자유 단부 24 : 트레일러 플레이트
25 : 나사 26 : 리세스
27 : 상부 칼라 28 : 네킹
29 : 하부 칼라 30 : 나사
32 : 피벗 베어링의 평면/회전 평면 34 : 원통형 표면
36 : 림 40 : 금속 블록
42 : 너트 44 : 플라스틱 블록
46 : 스페이서 48 : 연결 수단
50 : 스프링 요소

Claims (18)

1. 로드 트레인의 세미트레일러용 킹 핀 어셈블리(1)로서,
   회전축(A)을 형성하는 킹 핀(2), 회전축(A) 둘레에 배치된 피벗 베어링(3), 피벗 베어링(3)에 연결되고 특히 전기 및/또는 전자기 및/또는 공압 및/또는 유압 연결 수단을 간접적으로 또는 직접적으로 유지하기 위해 회전축(A)을 중심으로 피벗 가능한 홀더(4)를 포함하고,
   킹 핀(2)은 킹 핀(2)을 세미트레일러에 간접적으로 또는 직접적으로 장착하기 위한 킹 핀 플랜지(6)를 포함하며,
   피벗 베어링(3)은 킹 핀(2)에 대해 고정된 베어링 링(7) 또는 킹 핀(2)에 대해 고정된 베어링 링 세그먼트와, 킹 핀(2)에 대해 회전 가능한 베어링 링(8) 또는 킹 핀(2)에 대해 회전 가능한 베어링 링 세그먼트를 포함하고,
   홀더(4)는 회전 가능한 베어링 링(8) 또는 회전 가능한 베어링 링 세그먼트에 고정되며,
   홀더(4)에 지지 요소(9)가 연결되고, 상기 지지 요소는 회전 가능한 베어링 링(8) 또는 회전 가능한 베어링 링 세그먼트로부터 축방향으로 이격되어 있으며, 킹 핀(2)에 대해 직접적으로 접하고, 회전축(A)에 대해 반경 방향(R)으로 길이가 조절 가능한 것인 킹 핀 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 지지 요소(9)는 킹 핀(2)과 접촉하는 슬라이딩 표면(10)을 갖는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
3. 제2항에 있어서, 슬라이딩 표면(10)은 마찰-감소 재료의 표면에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 요소(9)는, 적어도 슬라이딩 표면을 따라, 플라스틱 매트릭스를, 특히 열가소성 재료의, 특히 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리옥시메틸렌(POM), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)의 플라스틱 매트릭스를 갖는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 킹 핀(2)은 회전축(A)을 중심으로 동축으로 배치되고 반경 r을 갖는 원통형 표면(11) 또는 적어도 그 세그먼트를 갖고, 상기 원통형 표면 또는 적어도 그 세그먼트에 지지 요소(9)가 접하는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
6. 제5항에 있어서, 슬라이딩 표면(10)은 회전축에 수직인 방향으로 지지 요소를 킹 핀에 대해 중심을 맞추도록 기하학적으로 구성된 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 슬라이딩 표면(10)은 회전축(A)에 수직인 평면에서 V자형 윤곽을 형성하는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 슬라이딩 표면(10)은 반경 r'을 갖는 오목한 곡면으로서 형성되고, 반경 r'은 r-5 ㎜와 r+5 ㎜의 사이인 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 요소(9)는, 회전축(A)에 대한 반경 방향(R)으로 길이 조절 가능한 연결 요소(12)에 의해, 홀더(4)에 연결되는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 요소(9)는 회전축(A)에 대해 반경 방향(R)으로 연장되는 나사형 로드(13)에 의해 홀더(4)에 연결되는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 홀더는, 길이-조절 가능한 연결 요소(12) 및/또는 나사형 로드(13)가 지지되는 가로 스트럿(14)을 구비하는 것을 특징으로 하는 킹 핑 어셈블리.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 고정된 베어링 링(7) 또는 고정된 베어링 링의 세그먼트는 킹 핀 플랜지(6)에 직접적으로 부착되는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 고정된 베어링 링(7) 또는 고정된 베어링 링의 세그먼트는 회전축(A)에 대해 반경 방향의 안쪽에 배치되고, 회전 가능한 베어링 링(8) 또는 회전 가능한 베어링 링의 세그먼트는 반경 방향의 바깥쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 프레임(20)이 회전축(A)에 대해 반경 방향의 바깥쪽에서 홀더(4)에 장착되고, 지지 프레임(20) 상에는 회전축(A)의 방향으로 돌출하는 스페이서(46)가 배치되며, 스페이서(46)는 세미트레일러 상에서 지지 프레임(20)을 간접적으로 또는 직접적으로 지지하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 홀더(4)는 회전축(A)에 대해 반경 방향의 바깥쪽으로 배향되는 지지 프레임(20)으로서 구성되고, 지지 프레임 상에는 회전축(A)의 방향으로 돌출하는 스페이서(46)가 배치되며, 스페이서는 세미트레일러 상에서 홀더(4)를 간접적으로 또는 직접적으로 지지하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 가능한 베어링 링(8) 또는 회전 가능한 베어링 링의 세그먼트는 회전축(A)의 방향으로 연장되는 원통 벽 세그먼트(16)를 갖고, 홀더(4)는 원통 벽 세그먼트에 고정되는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
17. 제16항에 있어서, 원통 벽 세그먼트(16)는 그 접선 방향의 폭이 ＜ 2.1×r인 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 요소는 회전축(A)에 대해 적어도 반경 방향(R)으로 탄성적으로 변형 가능하도록 구성되고 및/또는 상기 방향으로 작용하는 스프링 요소를 구비하여, 지지 요소는 조절 가능한 사전 인장 하에서 킹 핀(2)에 접하는 것을 특징으로 하는 킹 핀 어셈블리.