KR20180030101A - 체인 조인트 어셈블리 - Google Patents

Abstract

체인 조인트 어셈블리는, 적어도 하나의 각각의 제 1 체인 링크(3, 4)와 일체화된 핀(2), 및 적어도 하나의 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)와 일체화된 부싱(5)을 포함하고, 핀(2)과 부싱(5)은 서로 동축이다. 부싱(5)은 일정한 내경을 갖는다. 핀(2)과 부싱(5) 사이에는, 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)에 결합되는 부싱(5)의 부분(9, 10)과 실질적으로 정렬되는 적어도 하나의 탄성 링(8)이 개재되어 있다.

Description

체인 조인트 어셈블리

본 발명은 체인 조인트 어셈블리에 관한 것이다.

체인 조인트는 2개의 구조체(일반적으로 2개의 축)의 상대 운동을 허용하면서 그 두 구조체를 연결할 수 있는 기계 장치이며, 이러한 상대 운동은 회전 또는 진동일 수 있다.

2개의 전달 축을 축방향으로 서로 정렬되게 연결하기 위해 "플렉시블 체인 조인트"가 사용되며, 불완전한 장착 및 내재적인 회전 불균일로 인한 정렬 불량을 흡수할 수 있다.

체인 조인트에 흡수되는 동력 손실은 최소로 되고, 무시할 수 있는 정도이다.

이들 조인트는 유니버셜 조인트를 대체하지 않고, 각도 또는 축방향 정렬 불량을 흡수하도록 설계되어 있지 않고 축방향으로 연결되는 두 축의 회전 동안에 발생되는 진동과 유격(play)을 흡수하도록 설계되어 있다.

유지 보수 및 장착이 극히 간단하고 빠르다.

조인트는 제 1 구조체(실질적으로 체인의 제 1 링크)에 연결되는 핀 및 제 2 구조체(실질적으로 체인의 링크)에 연결되는 부시로 구성된다.

핀과 부시 사이의 접촉 표면은 기계적 하중을 한 구조체로부터 다른 구조체로 전달한다(즉, 링크들을 단단히 연결함).

조인트가 하중을 받을 때, 핀은 휘어지는 경향이 있어, 감소된 크기의 접촉 표면에 하중이 집중된다(하중은 실질적으로 가장자리에 가해짐).

접촉 표면이 감소됨으로써(그래서 하중이 집중됨) 영향을 받는 부분의 마모가 증가되며, 따라서 조인트가 빠르게 악화된다.

이러한 조건으로 인해, 마모를 최소화하면서 원하는 성능 수준을 가능하게 하기 위해 조인트(특히 핀)를 크게 만들 필요가 있다.

대안적으로, 미리 설정된 문턱값 보다 큰 하중이 핀에 가해질 수 있는 모든 경우에 조인트는 설계 속도 보다 낮은 속도로 사용될 수 있다.

어떤 경우에도, 종래의 조인트에서 나타날 수 있는 최악의 위험은 핀의 파손 또는 마모로 인한 기능 장애 이다.

Caterpillar Inc.의 종래 기술 문헌 US 6485116 및 US 6846051에는 전술한 문제를 극복하기 위한 기술적 해결 방안이 개시되어 있다.

이들 해결 방안에서는, 하중의 더 양호한 분산에 의해 마모 현상을 최소화하는 특별한 윤곽의 부시가 사용된다.

이에 대해, 이들 실시 해결 방안은 만들기가 복잡한 부시의 사용을 필요로 하고, 이들 부시는 조인트에 다수 존재하는 부품이므로, 이러한 제조 복잡성은 최종 제품의 높은 전체 가격으로 이어진다.

본 발명의 주 목표는, 하중을 정확하게 분산시키는 체인 조인트 어셈블리를 제공하여 위에서 언급한 문제를 해결하는 것이다.

이 목표 내에서, 본 발명의 목적은 낮은 마모율을 받는 체인 조인트 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 만들기가 간단한 부품을 사용하는 체인 조인트 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 종래의 어셈블리와 실질적으로 다른 형상 구조를 갖는 부품으로 구성된 체인 조인트 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 가격이 저렴하고 용이하게 실용적으로 실시되고 사용시 안전한 체인 조인트 어셈블리를 제공하는 것이다.

이하에서 더 명백하게 될 위의 목표와 이들 및 다른 목적은, 체인 조인트 어셈블리로 달성되며, 이 체인 조인트 어셈블리는, 적어도 하나의 각각의 제 1 체인 링크와 일체화된 핀, 및 적어도 하나의 각각의 제 2 체인 링크와 일체화된 부싱을 포함하고, 상기 핀과 부싱은 서로 동축이며, 부싱은 일정한 내경을 가지며, 상기 핀과 부싱 사이에는, 각각의 제 2 체인 링크에 결합되는 부싱의 부분과 실질적으로 정렬되는 적어도 하나의 탄성 링이 개재되어 있다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 본 발명에 따른 체인 조인트 어셈블리의 바람직하되 비배타적인 실시 형태에 대한 설명으로부터 더 명백하게 될 것이고, 그 실시 형태는 첨부 도면에 비제한적인 예로 도시되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 체인 조인트 어셈블리를 길이 방향 면을 따라 취한 정면 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 체인 조인트 어셈블리의 탄성 링의 사시도이다.

도면을 참조하면, 참조 번호 "1"은 전체적으로 체인 조인트 어셈블리를 나타낸다.

체인 조인트 어셈블리(1)는 적어도 하나의 각각의 제 1 체인 링크(3, 4)와 일체화된 핀(2), 및 적어도 하나의 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)와 일체화된 부싱(5)을 포함한다.

핀(2)과 부싱(5)은 서로 동축이며, 특히, 핀(2)은 사용을 위한 구성에서 부싱(5)의 내부 공동 안으로 삽입된다.

부싱(5)은 일정한 내경을 가지고 있다.

특히, 부싱(5)은 완전 원통체로 구성될 수 있고, 이러한 기하학적 특성은 부싱의 제조를 간단하고 저렴하게 해준다

이러한 종류의 부싱(5)의 경제성은, 결과적으로, 다수의(어쩌면 상당한) 부싱(5)을 포함할 수 있는 조인트 어셈블리(1)의 가격의 전체적인 감소로 이어진다.

또한, 실질적으로 기하하적 및 치수적 불균일성이 없는 원통형 요소에는 균역 촉발 점이 실질적으로 없고, 이는 조인트(1)가 높은 기계적 하중을 받는 경우에 특히 유용하다.

본 발명에 따르면, 핀(2)과 부싱(5) 사이에는 적어도 하나의 탄성 링(8)이 있음에 유의해야 하며, 이 탄성 링은 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)에 결합되는 부싱(5)의 부분(9, 10)과 실질적으로 정렬된다.

조립이 특히 효율적이고 용이한 실시 형태를 참조하면, 핀(2)은. 적어도 하나의 각각의 탄성 링(8)의 안정적인 수용을 위하여 감소된 직경을 가지는 적어도 하나의 각각의 영역(11, 12)을 포함한다.

조립 단계에서, 탄성 링(8)을 각각의 영역(11, 12)에 도달할 때까지(이 영역에서 감금된 상태로 유지됨)에 도달할 때까지 슬라이딩시켜 탄성 링을 핀(2) 상에 삽입할 수 있다.

실시 면에서 가장 유리한 실시 형태에 따르면, 핀(2)은 서로 대향하는 적어도 2개의 각각의 제 1 체인 링크(3, 4)와 일체화될 것임을 유의해야 한다.

유사하게, 부싱(5)은 적어도 2개의 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)와 일체화될 것이다.

이러한 경우, 탄성 링(8)은 적어도 2개가 될 것을 유의해야 하며, 각 탄성 링은 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)와 결합되는 부싱(5)의 부분(9, 10)과 정렬된다.

특히 이러한 실시 형태를 참조하면, 핀(2)은 감소된 직경을 갖는 적어도 2개의 각각의 영역(11, 12)을 포함할 것이다.

각 영역(11, 12)은 적어도 하나의 각각의 탄성 링(8)을 안정적으로 수용하기 위한 것이다.

이러한 영역(11, 12)은 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)와 결합되는 부싱(5)의 부분(9, 10)과 정렬될 것이다.

각 부싱(5)의 내경이 각 핀(2)의 외경 보다 큼을 유의해야 함이 마찬가지로 중요하다.

그러므로 부싱(5)과 핀(2) 사이에 형성되는 환형 챔버(13)는 오일, 그리스 등과 같은 종류의 윤활유를 수용하도록 되어 있다.

이렇게 해서, 상대 운동을 하는 부분은 항상 정확하게 윤활되어 마찰과 마모를 최소화된다.

체인(1)의 어셈블리가 안정적이고 그래서 그의 사용 중에 발생될 기계적 응력을 쉽게 견딜 수 있도록 하기 위해, 부싱(5)의 외경은, 각각의 제 2 링크(6, 7)와 일체화되는 부분(9, 10)에서, 적어도 하나의 제 2 링크(6, 7)에 존재하는 각각의 수용 구멍(14, 15)의 직경 보다 크게 되어 있다.

그러므로 부싱(5)의 부분(9, 10)은 각각의 제 2 링크(6, 7)의 각각의 구멍(14, 15)에 억지 끼워맞춤으로 키이(key) 결합될 것이다.

유사하게, 핀(2)의 외경은, 각각의 제 1 링크(3, 4)와 일체화되는 부분(16, 17)에서, 적어도 하나의 제 1 링크(3, 4)에 존재하는 각각의 수용 구멍(18, 19)의 직경 보다 크다.

그러므로 핀(2)의 부분(16, 17)은 대응하는 제 1 링크(3, 4)의 각각의 구멍(18, 19)에 억지 끼워맞춤으로 키이 결합될 것이다.

적어도 하나의 제 1 링크(3, 4)는, 적어도 하나의 제 2 링크(6, 7)에 대향 인접하는 표면에서, 부싱(5)과 핀(2) 사이에 형성되는 환형 챔버(13)를 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 벌크헤드(22)를 수용하기 위한 적어도 하나의 시트(seat)(20, 21)를 포함한다.

환형 챔버(13)의 기밀한 폐쇄를 제공할 필요가 없으면, 폐쇄 벌크헤드(22)는 중합 재료(특히, 폴리우레탄이 사용될 수 있음) 또는 금속 재료(특히, 강이 사용될 수 있음)로 만들어질 수 있다.

부싱(5)의 내면과 핀(2)의 외면 사이에 형성되는 환형 챔버(13)의 기밀한 폐쇄를 제공할 필요가 있는 경우, 적어도 하나의 폐쇄 벌크헤드(22)는 탄성 중합체 재료로 만들어질 것이다.

천연 탄성 중합체 및 합성 폴리머 탄성 중합체에 추가로, 시일링 가스켓으로서 작용하는 벌크헤드(22)를 제공하기 위해 실리콘 재료를 사용할 수 있음을 유의해야 한다.

이 경우, 시일링 벌크헤드(22)가 존재함으로써, 미리 설정된 양의 윤활유를 환형 챔버(13)에 유지할 수 있고 그래서 이는 상대 운동하는 요소들의 슬라이딩에 유리하다.

각 탄성 링(8)은, 이 링이 수용되며 감소된 직경을 갖는 각각의 영역(11, 12)의 직경 보다 실질적으로 큰 내경, 및 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)에 결합하고 탄성 링과 접하는 부싱(5)의 대응 부분(9, 10) 보다 실질적으로 작은 외경을 갖는다. 이 유격의 존재는 상대 운동에 유리하여 마찰과 마모를 최소화한다. 또한, 이 유격은 환형 챔버(13) 내에서 윤활유가 더 고르게 또한 규칙적으로 분산될 수 있게 해주는데, 이는 마찰과 마모를 더 최소화하는 특성이다.

조립이 특히 간단한(이에 따라 조인트(1)를 제공하는 비용이 전체적으로 감소됨) 실시 형태에 따르면, 각 탄성 링(8)은 관통 슬릿(23)을 포함한다.

이러한 슬릿(23)은, 링(8)의 대칭 축선에 대하여 실질적으로 30°내지 60°의 각도로 경사져 있는 평면 상에 있고, 바람직하게는 45°로 경사진 슬릿(23)이 사용될 것이다.

특정한 경사를 갖는 슬릿(23)의 존재로 인해, 특히 그 슬릿(23)의 근처에서 링(8)에 대한 하중이 더 잘 분산된다.

또한, 탄성 링이 설치되는 조인트(1)가 높은 기계적 부하를 받으면, 각 탄성 링(8)은 60 HRC 보다 높은(특히, 심지어 62 HRC 보다 높은) 표면 경도를 가질 것임을 유의해야 하다.

측정 단위인 HRC는 명시적으로 로크웰(Rockwell) 경도 스케일을 말하는데, 이 경우, 압자(indenter)(즉, 시험편의 표면에 시험 압력을 가하는 도구)는 120°의 개방각을 갖는 다이아몬드 원추이다.

그러므로, 앞에서 언급된 링(8)의 표면 경도의 값은 매우 높고 또한 기계적 부하를 받을 때 링 표면의 변형을 최소화하도록 되어 있음을 유의해야 한다.

또한, 각 탄성 링(8)의 외부 표면과 내부 표면은 0.3 마이크로미터 보다 낮은(바람직하게는 0.2 마이크로미터 보다 낮은) 거칠기를 가짐을 유의해야 한다. 이러한 특성은 그러한 표면의 슬라이딩성의 증가에 기여한다.

부싱(5)의 부분(9, 10)은 탄성 링(8)에 대해 외부로 돌출하여 부싱(5)에 대한 외팔보 형태로 된 2개의 단부 탭(tab)을 형성하고, 탄성 링(8)은 각각의 부싱(5)의 단부와는 접촉하지 않고 그의 중심부와 접촉할 것이고, 이러한 특성은 조인트(1)가 받는 기계적 하중의 고른 분산에 도움을 준다.

특히 본 발명의 특정 실시 형태를 참조하면, 탄성 링(8)은 4 m를 초과하는 외경(2000 mm의 큰 반경)을 가질 수 있다.

이렇게 제공된 조인트 어셈블리(1)는 종래 기술에 따라 제공되는 어셈블리에 비해 극히 높은 내마모성을 준다.

더욱이, 본 발명에 따른 어셈블리(1)에서의 기계적 하중의 분산은 핀(2)의 더 큰 표면에서 일어나, 집중 하중의 위험이 감소된다. 또한, 탄성 링(8)은 그의 기하학적 구성 덕분에, 단지 압축 하중을 받게 되고, 그래서, 탄성 링이 매우 높은 표면 경도 값으로 만들어지면, 마모를 발생시키는 힘을 최적으로 완벽하게 견디게 된다.

전술한 구성에 의해, (환형 챔버(13)가 형성됨으로써) 종래의 방안 보다 큰 유격이 핀(2)과 부시(5) 사이에 존재할 수 있고, 그래서 종래의 조인트 어셈블리에서 보다 많은 양의 윤활유(일반적으로 오일)를 넣을 수 있다. 이리하여, 더 효과적인 윤활이 이루어지며 또한 큰 하중을 받는 영역에서 열이 더 잘 제거될 수 있다.

유리하게 본 발명은, 하중을 정확하게 분산시키도록 되어 있는 체인 조인트 어셈블리(1)를 제공하여 전술한 문제를 해결하는데, 이는 일정한 내경을 갖는 부시(5), (전술한) 특정한 기하학적 구조 및 구조적 특성을 갖는 탄성 링(8), 및 핀(2)과 부시(5) 사이에 존재하는 유격(윤활유를 수용할 수 있고 그래서 하중의 동등한 균일한 분산(들러붙음과 마찰이 실질적으로 억제됨의 결과)에 유리한 환형 챔버(13)를 형성함) 덕분에 가능하다.

편리하게는, 그러므로 본 발명에 따른 체인 조인트 어셈블리(1)의 마모율은 낮으며, 그래서 체인 조인트 어셈블리는 종래의 조인트의 평균 수명을 초과하는 평균 수명을 특징으로 한다.

편리하게는, 체인 조인트 어셈블리(1)는, 제공하기가 용이하여 조인트(1)의 제조 및 조립의 비용을 최소화할 수 있는 부품을 사용한다.

긍정적으로 체인 조인트 어셈블리(1)는. 종래 어셈블리와는 실질적으로 다른 형상 구조를 가지고 있어 소비자에 의한 특정 제품의 즉각적이고 명백한 식별을 가능하게 해주는 부품으로 구성된다.

편리하게는, 체인 조인트 어셈블리(1)는 전체적으로 낮은 비용을 특징으로 하고 또한 쉽게 또한 실용적으로 실시되며, 그래서 사용시 안전한 조인트 어셈블리가 얻어진다.

이렇게 창안된 본 발명은 많은 변형 및 변화를 받을 수 있고, 이들 변형 및 변화는 첨부된 청구 범위에 속한다. 더욱이, 모든 상세는 기술적으로 등가인 다른 요소로 대체될 수 있다.

도시된 실시 형태에서, 특정 실시예와 관련하여 나타나 있는 개별적 특징은 실제로는 다른 실시 형태에 존재하는 다른 특징과 상gh 교환될 수 있다.

실제로, 사용는 재료 및 치수는 요건 및 종래 기술에 따라 어떤 것이라도 될 수 있다.

청구 범위에 언급된 기술적 특징 다음에 참조 번호 및/또는 부호가 있는 경우, 그 참조 번호 및/또는 부호는 청구 범위에 대한 이해를 돕기 위한 목적으로만 포함된 것이고, 따라서 그러한 참조 번호 및/또는 부호는 예컨대 그러한 참조 번호 및/또는 부호로 식별된 각 요소의 해석에 어떤 한정적인 영향도 주지 않는다.

Claims (13)

1. 체인 조인트 어셈블리로서, 적어도 하나의 각각의 제 1 체인 링크(3, 4)와 일체화된 핀(2), 및 적어도 하나의 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)와 일체화된 부싱(5)을 포함하고, 상기 핀(2)과 부싱(5)은 서로 동축이며,
   상기 부싱(5)은 일정한 내경을 가지며, 상기 핀(2)과 부싱(5) 사이에는, 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)에 결합되는 부싱(5)의 부분(9, 10)과 실질적으로 정렬되는 적어도 하나의 탄성 링(8)이 개재되어 있는, 체인 조인트 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 핀(2)은, 적어도 하나의 각각의 탄성 링(8)의 안정적인 수용을 위하여 감소된 직경을 가지는 적어도 하나의 각각의 영역(11, 12)을 포함하는, 체인 조인트 어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 핀(2)은 서로 대향하는 적어도 2개의 각각의 제 1 체인 링크(3, 4)와 일체화되어 있고, 상기 부싱(5)은 적어도 2개의 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)와 일체화되어 있으며, 상기 탄성 링(8)은 적어도 2개이고, 각 탄성 링은 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)에 결합되는 부싱(5)의 상기 부분(9, 10)과 정렬되어 있는, 체인 조인트 어셈블리.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 핀(2)은 감소된 직경을 갖는 적어도 2개의 각각의 영역(11, 12)을 가지며, 각 영역은 적어도 하나의 각각의 탄성 링(8)을 안정적으로 수용하기 위한 것이고, 상기 영역(11, 12)은 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)에 결합되는 부싱(5)의 상기 부분과 정렬되어 있는, 체인 조인트 어셈블리.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 부싱(5) 각각의 내경은 상기 핀(2)의 외경 보다 크고, 상기 부싱(5)과 핀(2) 사이에는 오일, 그리스 등과 같은 윤활유를 수용하는 환형 챔버(13)가 형성되어 있는, 체인 조인트 어셈블리.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 부싱(5)의 외경은, 각각의 제 2 링크(6, 7)와 일체화되는 부분(9, 10)에서, 상기 적어도 하나의 제 2 링크(6, 7)에 존재하는 각각의 수용 구멍(14, 15)의 직경 보다 크게 되어 있고, 상기 부싱(5)은 상기 적어도 하나의 제 2 링크(6, 7)의 상기 구멍(14, 15)에 억지 끼워맞춤으로 키이(key) 결합되는, 체인 조인트 어셈블리.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 핀(2)의 외경은, 각각의 제 1 링크(3, 4)와 일체화되는 부분(16, 17)에서, 상기 적어도 하나의 제 1 링크(3, 4)에 존재하는 각각의 수용 구멍(18, 19)의 직경 보다 크게 되어 있고, 상기 핀(2)은 상기 적어도 하나의 제 1 링크(3, 4)의 상기 구멍(18, 19)에 억지 끼워맞춤으로 키이 결합되는, 체인 조인트 어셈블리.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 제 1 링크(3, 4)는, 상기 적어도 하나의 제 2 링크(6, 7)에 대향 인접하는 표면에서, 상기 부싱(5)과 핀(2) 사이에 형성되는 환형 챔버(13)를 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 벌크헤드(22)를 위한 적어도 하나의 수용 시트(seat)(20, 21)를 포함하는, 체인 조인트 어셈블리.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 부싱(5)과 핀(2) 사이에 형성되는 환형 챔버(13)를 폐쇄하기 위한 상기 적어도 하나의 벌크헤드(22)는 상기 환형 챔버(13)의 기밀한 시일링을 위한 가스켓이고, 상기 가스켓은 탄성 중합체 재료로 만들어지는, 체인 조인트 어셈블리.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 링(8) 각각은, 탄성 링이 수용되는 감소된 직경의 상기 영역(11, 12)의 직경 보다 실질적으로 큰 내경, 및 각각의 제 2 체인 링크(6, 7)에 결합하고 탄성 링과 접하는 부싱(5)의 대응 부분(9, 10) 보다 실질적으로 작은 외경을 갖는, 체인 조인트 어셈블리.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 링(8) 각각은 관통 슬릿(23)을 포함하고, 상기 관통 슬릿(23)은, 탄성 링(8)의 대칭 축선에 대하여 실질적으로 30°내지 60°의 각도로 경사져 있는 평면 상에 있는, 체인 조인트 어셈블리.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    압자(indenter)가 120°의 개방각을 갖는 다이아몬드 원추인 로크웰(Rockwell) 경도 스케일을 기준으로 할 때, 상기 탄성 링(8) 각각은 60 HRC 이상의 표면 경도를 갖는, 체인 조인트 어셈블리.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 링(8) 각각의 외부 표면과 내부 표면은 0.3 마이크로미터 미만의 거칠기를 갖는, 체인 조인트 어셈블리.

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