회전 조인트를 통해 구동 가능한 차량 휠 허브의 베어링 장치 document_id A220623026338

회전 조인트를 통해 구동 가능한 차량 휠 허브의 이러한 유형의 베어링 장치는 독일 특허 공보 DE 42 10 461 C2에 공개되어 있다. 이 장치에서는 나사 핀을 통한 휠 허브 및 회전 조인트의 회전 고정식 결합이 가능한데, 이 나사 핀은 휠 허브의 액슬 스터브에서 상응하게 형성된 축방향 내치에 맞물리는 샤프트 기어를 포함한다. 대응면의 정면이 축방향으로 돌출된 베어링 내측 링의 정면으로 압박되고 대응면의 축 면(axial surface)이 베어링 내측 링의 돌출된 부분을 지지함으로써, 조인트 샤프트의 조인트 바디 대응면은 동시에 휠 허브의 액슬 스터브를 초과하여 돌출되는 베어링 내측 링에 이중으로 작용한다. 이 장치의 목적은 변형 효과, 특히 벤딩 모멘트로 인해 베어링 내측 링에 작용하는 그러한 변형 효과의 억제이다. 바람직하게도 이러한 유형의 장치에서는 휠 허브/회전 조인트 유닛의 비교적 컴팩트한 짧은 구조가 달성되는데, 그 이유는 조인트 바디가 축방향에서 적어도 일부분 휠 허브에 수용되기 때문이다. 따라서 외측 볼 조인트에서부터 가능한 한 멀리 차량 외측 방향으로의 이동이 이루어진다. 하지만 단점은 톱니부가 샤프트 기어로서 형성되는 것인데, 그 이유는 거의 축방향으로 뻗어 있는 이러한 유형의 톱니부로는 부품의 정확한 상호 간격의 조절이 문제점으로 보이기 때문이다. 또한 베어링 내측 링의 정면에 작용하는 조인트 바디의 대응면은 베어링 내측 링에 요구되는 조임력의 정확한 조절을 어렵게 하는데, 그 이유는 조인트 샤프트와 휠 베어링 유닛을 조일 때 베어링 내측 링의 조인트 샤프트 접촉 구역에서 두 개의 축방향 또는 방사상 접촉부로 인하여 휠 베어링 간극 및 기어 물림에 요구되는 축방향 여유의 중복 치수의 문제가 나타나기 때문이다. 회전 조인트를 통해 구동 가능한 차량 휠 허브의 다른 베어링 장치가 공개되어 있는데, 이 장치는 이러한 문제점을 갖지 않지만 그 대신 다른 측면에서 개선의 여지가 존재한다. 독일 특허 공보 DE 31 16 720 C1에는 다른 베어링 장치가 공개되어 있는데, 이 장치에서는 내측 링 전체가 일체형으로 휠 허브에 형성되므로, 조임력의 조절 및 별도의 베어링 내측 링의 고정이 아무런 의미를 갖지 않는다. 조인트 바디를 향하는 휠 허브 액슬 스터브의 정면에는 스퍼 기어가 형성되어 있다. 이 스퍼 기어는 조인트 바디의 조인트 외측부에 있는 스퍼 기어와 대응하므로 이로 인해 이 부품의 간단한 탈착식 고정이 보장된다. 멀티파트 내측 링을 구비한 베어링 장치에는 이러한 유형의 장치가 적합하지 않다. 이러한 형태로 인하여 축방향 설치 길이가 단축될 수 있지만, 점점 더 컴팩트하게 설계되는 차량에서 제공되는 적은 설치 공간을 감안할 때 이런 축방향 길이도 현재의 요구를 충족시키기에 너무 크다. 유사한 장치는 독일 특허 공보 DE 36 04 630 C2에 공개되어 있는데, 이 장치에서는 휠 허브 및 회전 조인트의 축방향 단부측 스퍼 기어가 텀블 프레스 가공된다. 이 장치도 비교적 큰 축방향 설치 공간을 차지한다. 독일 특허 공보 DE 36 36 243 C2에는 2열 베어링을 구비한 휠 베어링-등속 조인트 유닛이 공개되어 있다. 이 2열 베어링은 휠 허브와 분리되게 형성되며 휠 허브에 형성된 성형 칼라를 통하여 축방향으로 고정되거나 또는 조여지는 적어도 하나의 베어링 내측 링을 포함한다. 이 칼라는 직접 또는 간접적으로 베어링 내측 링의 고정을 위한 중간 부분을 포함할 수 있다. 성형 방법으로서 특히 냉간 성형이 고려된다. 그 어느 한 실시 형태에서는 스퍼 기어 또는 헬리컬 기어가 베어링 내측 링을 방사상 외측으로 감싸는, 휠 베어링의 성형 칼라에 형성되며, 스퍼 기어 또는 헬리컬 기어가 조인트 부품, 특히 조인트 외측부와 회전 고정식으로 직접 결합될 수 있다. 이러한 형태를 통하여, 베어링 형태와 무관하게 넓은 면적의 방사상 스퍼 기어 물림 또는 경미한 원추 형태의 헬리컬 기어 물림이 가능하며, 상응하는 방법에 따라 헬리컬 기어 또는 스퍼 기어가 칼라의 제조 시 동시에 재료에 가공된다. 독일 특허 공보 36 36 243 C2의 다른 실시 형태에서는 스퍼 기어 또는 헬리컬 기어가 베어링 내측 링을 방사상 외측으로 확장하는 링 칼라에 형성되며, 스퍼 기어 또는 헬리컬 기어가 조인트 부품, 특히 조인트 외측부와 회전 고정식으로 직접 결합될 수 있고, 베어링 내측 링은 성형된 칼라가 형상 결합식으로 맞물리는 물림 수단을 포함한다. 이 실시 형태에서는 확장된 정면을 포함할 수 있는 별도의 베어링 내측 링이 허브에서 회전 조인트로의 토크 전달에 관여한다. 이 해결 방법에서는 재료 성형을 통해 롤러 리벳 쇼울더에 축 기어가 형성된다. 톱니부를 구비한 이 롤러 리벳 쇼울더로 인하여 축방향에서 추가적인 설치 공간이 필요하다. 이는 조인트 샤프트의 조인트 각도를 확대시키는 작용을 하며 이로써 차량 조향각 및 조인트 샤프트 수명에 부정적인 영향을 미친다. 마지막으로 미국 특허 공보 US 6,146,022에는 회전 조인트를 통해 구동 가능한 차량 휠 허브의 베어링 장치가 공개되어 있는데, 이 장치는 적은 설치 길이라는 측면에서 매우 바람직한 이점을 갖는다. 휠 허브의 액슬 스터브 및 조인트 바디의 정면은 서로 대응하는 스퍼 기어를 포함하며 스퍼 기어는 베어링 장치의 레이스웨이 아래의 거의 중앙에 배치된다. 하나의 내측 레이스웨이는 휠 허브에 형성되고 다른 내측 레이스웨이는 조인트 바디의 하우징에 형성된다. 조인트 바디에 회전체 레이스웨이를 통합함으로써 필요한 축방향 설치 공간이 감소된다. 따라서 조인트 바디의 중점은 차량 외측 방향으로 이동한다. 하지만 이러한 유형의 장치에서는 베어링 장치의 회전체에서 필요한 조임력의 조절이 어렵다.