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KR20150053247A - 경합금 허브가 구비된 베어링-허브 조립체 - Google Patents

경합금 허브가 구비된 베어링-허브 조립체 Download PDF

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KR20150053247A
KR20150053247A KR1020140154212A KR20140154212A KR20150053247A KR 20150053247 A KR20150053247 A KR 20150053247A KR 1020140154212 A KR1020140154212 A KR 1020140154212A KR 20140154212 A KR20140154212 A KR 20140154212A KR 20150053247 A KR20150053247 A KR 20150053247A
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hub
inner ring
bearing
radially inner
radially
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KR1020140154212A
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데이비드 안토니오 올리비어리
라우라 스구오티
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아크티에볼라게트 에스케이에프
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Abstract

베어링-허브 조립체(1)로서, 상기 조립체는
- 고정식 반경방향 외부 링(2), 회전식 반경방향 내부 링 및 롤링 몸체(3)의 열(31, 32)이 제공된 롤링 베어링,
-반경방향 내부 링(4)의 내부 횡방향 표면(41)의 상보적인 형상을 가지며 외부 횡방향 표면(91)이 제공되고, 반경방향 내부 링(4) 내에 축방향으로 배치된 원통형 하우징(11) 및 플랜지 부분(10)을 포함한 저합금 허브(9)를 포함하며,
원통형 하우징(11)의 외부 횡방향 표면(91)은 반경방향 내부 링(4) 상에서 허브(9)의 냉간 성형에 의해 형성된다.

Description

경합금 허브가 구비된 베어링-허브 조립체{BEARING-HUB ASSEMBLY WITH A LIGHT ALLOY HUB}
본 발명은 경합금 허브, 예를 들어, 알루미늄 허브를 포함하는 베어링-허브 조립체에 관한 것이다. 상기 조립체는 구체적으로는, 회전식 허브를 갖는 응용에 대해 적합할 수 있고, 이는 허브가 회전식 요소, 예를 들어, 차량 휠과 연결되며, 상기 허브가 베어링 내부 링과 지속적으로 결합되기 때문이다.
종래 기술에서, 차량 구동 횔에 대한 응용의 경우 플랜지형 베어링-허브 조립체는 공지되었다. 예는 유럽 특허 제EP 1031439 B1호에 기재되며, 이러한 실시 형태는 반경방향의 외부 링, 쌍을 이루는 반경방향의 내부 링, 및 외부 링과 쌍을 이루는 반경방향의 내부 링 사이에 반경방향으로 개재된 2열의 롤링 몸체(이 예시에서, 구체)를 포함한다. 외부 링은 서스펜션 너클(suspension knuckle) 내에 형성된 원통형 시트 내로 베어링을 삽입하기 위하여 억지 끼워맞춤 작업에 적합할 수 있는 외부 원통형 표면을 갖는다. 반경방향 내부 링은 스핀들의 단부 부분, 즉 차량 파워트레인의 차축 샤프트와 공지된 방식으로 각 연결되는 플랜지형 허브 상에 억지끼워맞춤된다. 링이 롤링 몸체와 레이스웨이 사이에서 전달되는 높은 헤르츠 로드(hertzian load)를 견뎌야 하기 때문에 링은 전형적으로 롤링 베어링에 대해 고저항성 스틸로 제조된다.
베어링-허브 조립체는 또한 예를 들어, 브레이스 디스크와 같은 차량 휠의 요소를 플랜지형 허브에 연결하는 복수의 체결 수단(예를 들어, 볼트)에 대해 제공되는 홀의 내측에 플랜지 부분을 갖는 허브를 포함한다. 플랜지형 허브는 또한 이 허브가 차량 휠의 요소에 의해 전달된 로드를 지탱하기 때문에 조립체 구조물 부분으로서 형성될 수 있다. 바람직하게는, 플랜지형 허브는 조립체의 전체 중량을 줄이기 위해 헤르츠 부분 재료보다 더 가벼운 재료인 경합금으로 제조될 수 있다. 교시에 따라, 허브는 헤르츠 부분, 즉 롤링 링에 공-몰딩될 수 있다.
몇몇의 공-몰딩 기술은 경합금 가열에 의해 고상 상태와 상이한 상태에서 경합금을 변환시킬 필요가 있다. 헤르츠 부분 재료는 구조적 부분 재료와 상이한 열 거동을 갖는다(경합금, 예를 들어, 알루미늄이 스틸의 열팽창보다 더 큰 열 팽창을 갖는 것으로 알려진 바와 같이). 따라서, 특히 베어링 내부 링에 지속적으로 연결되고 회전가능한 허브를 갖는 응용에서, 특히 2개의 부분이 완전히 서로에 대해 부착된 상태로, 즉 이들이 냉각 후에 또는 작업 공정 중이 아닌 경우에서 결합되도록 유지시키는 것이 어렵다.
본 발명의 목적은 전술된 문제점을 극복하는, 경합금 허브를 포함한 베어링-허브 조립체를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따라, 알루미늄 또는 다른 경합금 허브를 갖는 베어링-허브 조립체가 기재되며, 상기 조립체는 첨부된 독립항에서와 같은 특징들을 갖는다.
본 발명의 추기 실시 형태, 선호되는 및/또는 특정 이점은 첨부된 종속항에서의 특징들에 따라 기재된다.
본 발명의 선호되는 실시 형태는 이제 첨부된 도면에 따라 예시적이고 비제한적인 방식으로 기재될 것이다.
도 1은 본 발명의 선호되는 실시 형태에 따른, 베어링-허브 조립체의 비대칭 단면도.
도 2는 허브와 반경방향 내부 링 사이에 결합 표면을 도시하는 도 1의 상세도.
도 1을 참조하면, 베어링 허브 조립체(1)가 도시되고 이는 고정식의 반경방향 외부 링(2), 회전식의 반경방향 내부 링(4) 및 환형 인서트(5), 및 롤링 몸체(3)의 2개의 열(31, 32)(이 실시 형태에서 구형)을 포함한다. 2개의 열(31, 32)의 롤링 몸체는 각각 환형 인서트(5)와 외부 링(2) 사이에서 내부 링(4)과 외부 링(2) 사이에 반경방향으로 개재된다. 인서트(5)는 본 발명의 목적을 위해 제2 반경방향 내부 링으로서 여겨질 수 있는데, 이 실시 형태에서 추가로 후술된 방식으로 내부 링(4) 내에 수용될 수 있거나 또는 내부 링(4)이 따로 배치되거나 또는 배제될 수 있다.
본 명세서 및 청구항에 전체에 걸쳐서, 예컨대, "반경방향" 및 "축방향"과 같은 배향 및 위치를 나타내는 용어 및 표현은 조립체(1)의 회전축(A)에 관한 것으로 여겨진다. 대신에, 표현 "반경방향 외부" 및 "축방향 내부"는 이 경우에 차량 휠 측면 및 마주보는 측면 각각에 관한 조립된 상태를 지칭한다.
반경방향 외부 링(2)은 롤링 몸체(3)에 대한 레이스웨이(6)가 제공되는 환형 부분을 포함한다. 도 1의 비-제한적인 실시 형태에서, 롤링 몸체(3)는 또한 반경방향 내부 링(4, 5)의 레이스웨이(7, 8) 상에서 회전한다. 특히, 롤링 몸체(3)의 2개의 열(31, 32)은 축방향 내부 열(32) 및 축방향 외부 열(32) 내에서 회전축(A)에 대해 구별된다. 반경방향 외부 레이스웨이(7)가 내부 링(4)과 단일 부분으로 형성될지라도, 축방향 내부 레이스웨이(8)는 환형 인서트(5) 상에 형성된다. 상기 환형 인서트(5)는 환형 인서트(5)에 대해 축방향으로 근접하고 외측을 향하여 반경방향으로 연장되며, 내부 링(4)에 위치된 롤링된 에지(4')에 의해 내부 링(4)에 연결된다.
전술된 롤링 베어링 내에서, 더욱 축방향의 외부에 있는 열(31)의 구체(sphere, 3)의 직경(De)은 더욱 축방향으로 내부에 있는 열(32)의 구체(3)의 중심의 직경(Di)보다 크다. 이는 대칭 베어링에 대해 기능적인 이점을 나타내는 비대칭 롤링 베어링의 구성이며, 베어링은 직경(Di)과 동일한 직경(De)을 갖는다. 물론, 비대칭 베어링의 실시 형태는 단지 예시적이며, 이는 본 발명이 또한 대칭 롤링 베어링에 대해서도 적합하기 때문이다.
반경방향의 내부 링(4) 상에 경합금 허브(light alloy hub, 9)가 조립된다. 허브는 플랜지 부분(10), 및 원통형 몸체(11)를 포함하고, 상기 원통형 부분은 플랜지 부분과 단일 부분으로 형성되며 이와 동일한 재료로 제조된다.
도 2를 참조하면, 원통형 몸체(11)는 내부 링(4) 내에서 반경방향으로 배치되고 내부 링(4)의 내부 횡방향 표면(41)과 상보적인 형태, 조립체 헤르츠 부분(assembly hertzian portion)을 갖는 외부 횡방향 표면(91)이 제공된다.
본 발명에 따라서, 복합 공-몰딩 작업이 배제될 수 있다. 사실상, 허브(9)는 내부 링(4)에 근접하게 냉간 성형된다. 특히, 반경방향의 내부 링(4)의 반경방향의 내부 표면(41)은 환형 돌출부(43)에 대해 교대로 형성되는 환형 요홈(42)이 제공된다. 냉간 성형으로 인해, 허브(9)의 반경방향 외부 표면(91)은 내부 링(4)의 반경방향 내부 표면(41)의 프로파일을 완벽히 따르며, 이에 따라 요홈(42) 내에 허브(9)의 대응 돌출부(93)가 연결될 것이다. 동시에, 내부 링(4)의 돌출부(43)는 허브(9)의 대응 요홈(92)과 연결될 것이다.
허브 냉간 성형 공정은 예를 들어, 오비탈 성형, 하이드로-성형, 엘라스토머 성형과 같은 다양한 공지된 기술을 사용하여 수행될 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결방법에 따라 허브가 경합금으로 제조되기 때문에 경량의 베어링 허브 조립체가 얻어진다. 게다가, 이러한 해결방법은 복잡한 공-몰딩 작업을 방지하고 내부 링으로부터 허브의 분리의 위험성을 방지한다. 사실상, 분리는 응고 중에 저합금의 수축으로 인함일 수 있다. 공지된 바와 같이, 경합금은 내부 링 재료의 열 팽창 계수보다 큰 열 팽창 계수를 가지며, 이에 따라 허브는 내부 링보다 더욱 수축된다. 이 문제점은 냉각 성형 공정을 채택함으로써 해결된다.
따라서, 요홈과 돌출부의 프로파일을 채택함으로써 또한 베어링 수명에 도움이 된다. 사실상, 차량 작동 상태, 즉 고온(냉간 성형 온도보다 높은 온도)에서 조립체의 사용에 따라 경합금이 링 재료보다 더욱 팽창한다. 허브와 링 사이의 부착은 그 뒤에 내부 링의 표면(44)과 허브의 표면(94) 사이의 접촉에 의해 보장되고, 허브는 이의 축방향 내부 에지(95)의 영역에서 자유롭게 팽창할 것이다. 다른 한편, 저온에서(냉간 성형 온도보다 낮은 온도에서) 베어링을 작동시키는 차량 시동 시에, 돌출부(43)는 고정 지점으로서 항시 기능을 하고, 이에 따라 2개의 구성요소들 간의 분리가 방지된다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 실시 형태 이외에, 다양한 변형이 존재하는 것으로 이해된다. 또한, 예시적인 실시 형태 및 실시 형태들은 단지 예시이며 임의의 방식으로 범위, 적용가능성, 또는 구성을 제한하기 위한 의도는 아니다. 게다가, 전술된 요약 및 상세한 설명은 적어도 하나의 예시적인 실시 형태를 구현하기 위한 로드 맵을 제공하며, 다양한 변경이 첨부된 청구항 및 이의 법률적 균등물을 기초로 한 범위로부터 벗어나지 않고 예시적인 실시 형태에 기재된 요소의 기능 및 배열로 제공될 수 있다.

Claims (5)

  1. 베어링-허브 조립체(1)로서,
    - 고정식 반경방향 외부 링(2), 회전식 반경방향 내부 링 및 롤링 몸체(3)의 열(31, 32)이 제공된 롤링 베어링,
    -반경방향 내부 링(4)의 내부 횡방향 표면(41)의 상보적인 형상을 가지며 외부 횡방향 표면(91)이 제공되고, 반경방향 내부 링(4) 내에 축방향으로 배치된 원통형 하우징(11) 및 플랜지 부분(10)을 포함한 저합금 허브(9)를 포함하며,
    원통형 하우징(11)의 외부 횡방향 표면(91)은 반경방향 내부 링(4) 상에서 허브(9)의 냉간 성형에 의해 형성되는 베어링-허브 조립체(1).
  2. 제1항에 있어서, 반경방향 내부 링(4)의 내부 횡방향 표면(41)을 따라 복수의 환형 요홈(42)이 복수의 환형 돌출부(43)에 대해 교대로 형성되는 베어링-허브 조립체(1).
  3. 제2항에 있어서, 허브(9)의 외부 횡방향 표면(91)을 따라 복수의 환형 요홈(92)이 복수의 환형 돌출부(93)에 대해 교대로 형성되고, 내부 링(4)의 요홈(42) 내에는 허브(9)가 배치되고 허브(9)의 요홈(92) 내에는 내부 링(4)의 돌출부(43)가 배열되는 베어링-허브 조립체(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 롤링 몸체(3)의 2개의 열(31, 32)은 상이한 크기의 피치 직경(De, Di)을 갖는 베어링-허브 조립체(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 볼 열(31)의 반경방향 내부 레이스(7)는 반경방향 내부 링(4) 내에 일체로 형성되고, 제2 볼 열(32)의 반경방향 내부 레이스(8)는 롤링된 에지(4')에 의해 내부 링(4) 내에 일체로 형성되고 내부 링(4)의 일부인 환형 인서트(5) 상에 형성되며, 롤링된 에지(4')는 환형 인서트(5)를 향하여 축방향으로 외측을 향하여 반경방향으로 돌출되며 내부 링(4)에서 국부화되는 베어링-허브 조립체(1).
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