KR101379608B1 - 레이디얼 구름 베어링 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외측 베어링 링(2) 및 내측 베어링 링(3) 그리고 베어링 링(2, 3) 사이에서 롤링되는 복수의 회전체(4)를 포함하며, 회전체가 베어링 케이지(5)를 통해 유지되는 레이디얼 구름 베어링(1)에 관한 것이다. 회전체(4)는 구형 기본 형태에서 평편하게 된, 서로 평행하게 배치된 각각 두 개의 대칭적 측면(8, 9)을 포함하는 구형 디스크를 통해 형성된다. 본 발명에서 베어링 케이지(5)는 케이지 포켓(15)을 포함하며, 이 케이지 포켓에서 회전체(4)가 그 측면(8, 9)의 중앙부(16, 17)와 케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(18, 19) 사이의 적어도 두 개의 저마찰 점 접촉을 통해 베어링 링(2, 3) 사이에서 축방향으로 안내되며 작동방향에 대해 횡방향으로 발생하는 틸팅 동작을 위한 정의된 자유도 뿐 아니라 레이디얼 구름 베어링(1)의 압력각에서 자가 정렬을 위한 정의된 자유도를 갖도록 형성된다.
Description
본 발명은 청구항 1항에 명시한 특징부를 갖는 레이디얼 구름 베어링에 관한 것으로, 이 레이디얼 구름 베어링은 특히 바람직하게는 차량 변속기, 내연 기관의 이차 드라이브 또는 전동 브레이크 내에서 단열 깊은 홈 구름 베어링에 구현 가능하다.
단열 깊은 홈 볼 베어링은 강성의 비파괴성 레이디얼 구름 베어링으로 특히 그 반경방향 및 축방향 지지력이 균일하게 강하고 이 베어링이 그 낮은 마찰력으로 인해 모든 베어링 유형에서 최고의 속도 한계를 갖는다는 것은 구름 베어링 분야의 전문가들에게는 이미 잘 알려져 있다. 이 깊은 홈 볼 베어링은 이미 오래 전에 알려져 있으며 주로 외측 베어링 링, 내측 베어링 링 그리고 회전체로서 베어링 링들 사이에 배치된 복수의 볼들로 구성된다. 이 회전체는 외측 베어링 링의 내측면 및 내측 베어링 링의 외측면에 있는 각각의 홈 형태의 볼 트랙에서 베어링 케이지를 통해 서로 균일한 간격으로 안내된다. 이러한 레이디얼 볼 베어링으로의 볼의 삽입은 독일 특허 DE 168 499에 공개된 편심 조립 방법에 따라 이루어지는데, 이 방법에서는 양측 베어링 링이 서로 편심 위치에 배치되며 이로 인해 발생하는 베어링 링 사이의 자유 공간이 볼로 채워지고, 최종적으로 볼 트랙의 기준원에서 서로 균일한 간격으로 분포되게 배치된다.
하지만 내측 및 외측 베어링 링의 치수 및 볼 직경에 따라 결정되는 장착 가능한 최대의 볼의 수가 적음으로 인해 이러한 유형의 깊은 홈 볼 베어링은 베어링의 하중능력과 관련하여 한계성을 갖는 것으로 실제 현장에서 밝혀졌다. 따라서 과거에는 볼의 수를 증가시켜 깊은 홈 볼 베어링의 하중능력을 증대시키려는 다수의 해결 방법이 제안되었다.
레이디얼 구름 베어링에서 회전체의 수를 늘이기 위한 다른 가능성은 예를 들어 독일 공개 특허 공보 DE 43 34 195 A1에 공개되어 있다. 단열 깊은 홈 볼 베어링으로 형성된 레이디얼 구름 베어링에서는 회전체가 볼이 아니라 소위 구형 디스크를 통해 형성되는데, 이 구형 디스크는 구형 기본 형태에서 대칭적으로 평편해진, 서로 평행하게 배치된 두 개의 측면을 포함한다. 이 구형 디스크의 측면 사이의 폭은 외측 베어링 링의 내측면과 내측 베어링 링의 외측면 사이의 간격보다 작게 형성되므로, 베어링을 채울 때 구형 디스크가 베어링에 대해 축방향에서 내측 링과 외측 링 사이의 간격을 통해 베어링에 채워질 수 있고 그 후에 베어링 링의 트랙으로 90˚ 회전될 수 있다. 이 조립 방법을 통해 각 회전체 사이에서 좁은 간격을 달성할 수 있으므로, 전체적으로 더 많은 수의 회전체를 레이디얼 구름 베어링에 장착할 수 있다. 그러나 베어링의 가동 중에 작동방향에 대해 횡방향으로 회전체의 자체 회전 및 상호 접촉을 방지하기 위하여, 이 회전체도 베어링 케이지에서 서로 균일한 간격으로 유지되고 축방향으로 안내된다. 제안된 케이지 디자인 중 하나는 두 개의 링 반부로 결합된 베어링 케이지이며, 이 베어링 케이지에서는 각각의 링 반부가 구형 디스크의 수에 상응하는 함몰부가 형성되어 있고, 이 함몰부는 구형 디스크의 측면에 있는 상응하는 중앙 함몰부에 맞물린다. 구형 디스크의 측면에 있는 함몰부는 중앙 관통구를 통해 서로 연결되며, 양측 링 반부는 이 관통구를 통해 리벳으로 서로 결합되므로 구형 디스크가 둘레 방향에서 서로 견고하게 고정된다. 함몰부 사이에서 베어링 케이지의 양측 링 반부가 구형 디스크의 측면을 따라 각각 직선으로 진행하는 부분을 포함하며, 구형 디스크의 롤링 축(rolling axis)으로 기능하는 리벳과의 연동 작용에서 그 작동 방향에 대해 횡방향으로의 회전체 자체 회전도 이 부분을 통해 억제된다.
하지만 이러한 형태로 형성된 베어링 케이지가 서로 다른 베어링 부하에서 발생하는, 구형 디스크로 형성된 회전체의 전체적인 운동학적 거동에 부적합하다는 것이 단점으로 입증되었다. 이로써 레이디얼 구름 베어링에서 구형 디스크가 회전체로서 고속 회전속도 및 균일한 부하 조건에서 발생하는 자이로 효과로 인해 선회 동작 없이 안정적으로 그 회전체 레이스웨이에서 동작하며 베어링 케이지를 통한 축방향 안내가 필요하지 않다는 것이 예시적으로 확인되었다. 그러나 베어링 속도가 허용 최소 속도에 미달하는 경우에는, 소위 흔들림 효과(wobbling effect)가 나타나며, 이런 조건에서는 구형 디스크가 그 레이스웨이에서 작동 방향에 대해 횡방향에서 파형으로 롤링되는 경향을 갖는다. 이때 구형 디스크의 레이스웨이 모서리가 베어링 케이지 양측 링 반부의 직선 부분과 접촉하며, 그로 인해 레이디얼 구름 베어링에서 가동 온도를 증가시키는 마찰열이 발생한다. 발생하는 마찰열로 인해 베어링의 허용 가동 온도가 초과되고 구형 디스크, 베어링 케이지와 베어링 링 사이의 윤활막이 국소적으로 파열되거나 또는 윤활제가 부분적으로 연소되어 베어링 케이지의 파괴 및 베어링의 조기 고장이 발생할 정도로 구형 디스크와 베어링 케이지 사이의 마찰이 강할 수 있다. 또한 구형 디스크가 양측 링 반부 사이에서 베어링 케이지의 리벳에 의한 고정으로 인해, 레이디얼 구름 베어링으로 반경방향 및 축방향 부하가 동시에 가해질 때 레이디얼 구름 베어링의 각각의 압력각에 따라 정렬될 수 없음으로 인해 이러한 베어링 케이지에서도 마찬가지로 베어링 케이지의 파괴 및 베어링의 고장을 발생시키는 효과가 나타나는 것이 확인되었다. 레이디얼 구름 베어링의 이러한 부하에서 구형 디스크가 레이디얼 구름 베어링의 압력각에 따라 자동으로 정렬되는 과정에서 또한 베어링 케이지의 링 반부의 직선 부분과 구형 디스크의 측면이 접촉되고 구형 디스크에서 중앙 관통구가 베어링 케이지의 리벳과 접촉하므로, 이러한 조건에서도 레이디얼 구름 베어링에서 과도한 마찰열이 발생할 수 있다. 마지막으로 이러한 형태의 구형 디스크용 베어링 케이지는 이러한 베어링 케이지가 부착된 레이디얼 구름 베어링의 제조 비용의 측면에서도 단점으로 입증되었는데, 그 이유는 그 제조 및 특히 장착된 베어링에서 이루어지는 리벳을 통한 그 조립 과정이 비교적 복잡하기 때문이다.
따라서 알려진 종래 기술의 단점에서 출발하여, 본 발명의 목적은, 간단하고 저렴하게 제조 가능한 베어링 케이지로 형성된 레이디얼 구름 베어링, 특히 깊은 홈 구름 베어링을 제공하는 것으로, 이러한 베어링 케이지를 통해 한편으로는 구형 디스크로 형성된 회전체의 축방향 안내가 보장되며 다른 한편으로는 저속의 베어링 속도 및/또는 축방향 및 반경방향 베어링 부하가 동시에 가해질 때 구형 디스크와 베어링 케이지 사이에서 마찰열을 발생시키는 접촉의 억제가 가능하다.
본 발명에서 이 목적은 청구항 1항의 전제부에 설명한 레이디얼 구름 베어링에서, 베어링 케이지가 각각의 회전체에 대해 기준선을 감싸는 동일한 개별 케이지 포켓를 포함하며, 여기에서 회전체가 그 측면의 중앙부와 케이지 포켓의 종방향 웨브 사이에서 적어도 두 개의 저마찰 점 접촉을 통해 베어링 링 사이에서 축방향으로 안내되며 작동 방향에 대해 횡방향으로 발생하는 틸팅 동작을 위한 정의된 자유도 뿐만 아니라 레이디얼 구름 베어링의 압력각에서 자가 정렬을 위한 정의된 자유도를 갖도록 형성됨으로써 달성된다.
본 발명에 따라 형성된 레이디얼 구름 베어링의 바람직한 형태 및 개선된 형태는 종속항에 설명된다.
본 발명에 따라 형성된 레이디얼 구름 베어링에서, 회전체 측면의 중앙부가 이 측면에 가공된 중앙 함몰부를 통해 형성되거나 또는 이 측면에 가공된 동심성 홈에 의해 형성된다. 중앙 함몰부와 함께 회전체가 형성되는 경우에는 바람직하게도 이 함몰부가 구형의 평평한 그루브의 형태로 형성되며, 반면 동심성 홈과 함께 회전체가 형성되는 경우에는 바람직하게도 이 홈이 회전체 축의 둘레로 진행하는 평평한 링 그루브의 형태로 형성된다. 특히 이 함몰부 또는 홈의 이점은, 회전체의 질량중심이 그로 인해 반경방향 외측의 접촉면 방향으로 이동하고 이로써 회전체의 구동 특성이 현저하게 개선되는 것이다.
회전체가 그 측면에 원형 그루브로 형성된 중앙 함몰부를 포함하는 경우에는, 본 발명에 따라 형성된 레이디얼 구름 베어링이 다음과 같은 다른 특징을 포함한다. 회전체의 축방향 안내를 위해 제공된, 측면의 중앙부와 케이지 포켓의 종방향 웨브 사이의 점 접촉이 종방향 웨브에 두 개의 종방향 중앙으로 형성된 원뿔 첨단(cone point)을 통해 구현가능하다. 회전체의 측면에서 중앙 함몰부로 축방향으로 돌출된 이 원뿔 첨단이 안내 시 함몰부의 평평한 바닥과 연동하지만, 베어링 가동 시 함몰부의 바닥과 지속적으로 접촉하지는 않는다. 또한 원뿔 첨단의 조기 마모를 예방하기 위하여, 원뿔 첨단이 그 단부에서 라운딩되게 형성되는 것이 바람직한 것으로 입증되었다.
이에 반해 회전체가 그 측면에 원형 그루브로 형성된 중앙 함몰부를 포함하는 경우에는, 본 발명에 따라 형성된 레이디얼 구름 베어링에서, 회전체의 축방향 안내를 위해 제공된, 측면의 중앙부와 케이지 포켓의 종방향 웨브 사이의 점 접촉이 회전체에 형성된 두 개의 원뿔 첨단을 통해 구현가능하다. 회전체의 측면에서 중앙 함몰부에서부터 축방향으로 돌출된 이 원뿔 첨단이 안내 시 케이지 포켓의 종방향 웨브의 평평한 종방향 중앙 부분과 연동하지만, 마찬가지로 종방향 웨브와 지속적인 접촉을 갖지 않으며 마찬가지로 마모 방지를 위하여 그 단부에서 라운딩되게 형성된다.
또한 본 발명에 따라 형성된 레이디얼 구름 베어링의 다른 특징은 다음과 같다. 횡방향 웨브 사이에서 라운딩된 전이영역을 통해 그와 결합되는 케이지 포켓의 종방향 웨브가 회전체의 측면에 대해 일정한 간격으로 배치되도록, 회전체 접촉면의 종방향 및 횡방향 반경에 상응하게 볼록하게 형성된 케이지 포켓의 횡방향 웨브가 양측에서 이 접촉면 밖으로 돌출되게 진행한다. 회전체의 접촉면을 통해 밖으로 진행하도록 케이지 포켓의 횡방향 웨브가 형성되므로, 회전체가 작동방향에서 양측으로 케이지 포켓의 종방향 웨브로의 전이영역을 통해 한정되는 약 3˚ 내지 7˚ 각도의 자유도를 가지며, 이로 인하여 허용 최소 속도 미만에서 작동방향에 대해 횡방향으로 발생하는 회전체의 틸팅 동작 시 구형 디스크와 베어링 케이지 사이에서 마찰열을 발생시키는 접촉이 방지된다. 이와 달리 측면과 이격되게 케이지 포켓의 종방향 웨브를 배치함으로써, 동시에 회전체가 양측에서 종방향 웨브의 상단면 및 하단면을 통해 양측에서 한정되는 약 12˚내지 18˚의 자유도를 가지며, 이로써 반경방향 및 축방향의 베어링 부하 시 레이디얼 베어링의 압력각에서 회전체의 자가 정렬이 가능하다는 이점이 나타난다.
회전체의 전술한 축방향 자유도를 구현하기 위한 다른 전제조건으로, 본 발명에 따라 형성된 레이디얼 구름 베어링의 바람직한 개선된 형태에서는 베어링 케이지의 기준원이 레이디얼 구름 베어링의 기준원보다 작고 케이지 포켓의 종방향 웨브가 회전체 직경의 35 %에 달하는 최대 높이를 갖는다. 따라서 베어링 기준원보다 작은 베어링 케이지의 기준원으로 인해 회전체가 그 종축 아래에서 케이지 포켓에 의해 감싸지므로, 베어링 케이지와의 접촉 없이 존재하는 각각의 베어링 부하에 맞게 조정될 수 있도록 하기 위해 케이지 포켓의 낮은 종방향 웨브 높이와 케이지 포켓의 전술한 형성에 충분한 동작 여유가 회전체에 제공된다. 회전체의 측면에 의해 한정된 회전체 폭은 회전체의 구형 기본 형태의 적어도 70 %인데, 그 이유는 이러한 폭은 실제 현장에서 베어링의 반경방향 및 축방향 지지력과 관련하여 그 성능이 입증되었으며 종래 방식의 깊은 홈 볼 베어링의 볼이 베어링 링의 그 레이스웨이에서 갖는 접촉면과 거의 일치하기 때문이다.
마지막으로 본 발명에 따라 형성된 레이디얼 베어링의 청구항 7항 및 8항에 따른 특징도 목적의 달성에 기여한다. 이 특징에 따르면 베어링 케이지가 비절삭 가공 방식으로 제조 가능한 금속 재질의 스탬핑 인발 엠보싱 부품으로써 형성되거나 또는 고성능 내온성 또는 엔지니어링 플라스틱 재질의 사출 성형품으로써 형성되거나 또는 그 대안으로 섬유 강화 재료 및 레진 기질을 포함하는 섬유강화 복합 수지로 제조된다. 금속 재료로는 특히 강철, 황동 또는 알루미늄이 적합한 것으로 입증되었다. 추가적으로 이러한 재질의 베어링 케이지는 완전히 또는 한정적으로 회전체와의 그 접촉면에서 경질재(hard material), 크롬-철, 산화세라믹 또는 몰리브덴을 포함하는 기능 코팅으로 코팅되거나 또는 엔지니어링 플라스틱으로 사출될 수 있다. 베어링 케이지용 엔지니어링 플라스틱으로는 강화 유리 섬유가 포함되거나 포함되지 않은 PA 66 또는 PA 46을 사용할 수 있으며, 반면 고성능 내온성 플라스틱으로는 적합한 첨가제 또는 강화 유리 섬유가 포함된 예를 들어 PAEK, PEEK, TPI 또는 PAI를 사용할 수 있다. 전술한 재료는 특히 그 구입 비용이 저렴하며 또한 베어링 케이지를 위한 저렴한 제조 공정의 사용을 가능하게 하므로, 이러한 유형의 베어링 케이지로 형성된 레이디얼 베어링은 전체적으로 낮은 제조 비용으로 제조가 가능하다.
따라서 본 발명에 따라 형성된 레이디얼 구름 베어링은 종래 기술에서 알려진 레이디얼 구름 베어링에 비하여 다음과 같은 이점을 갖는다. 회전체가 오로지 두 개의 이중 점 접촉을 통해 축방향에서 안내되는 케이지 포켓을 구비한 베어링 케이지를 형성함으로써 이러한 레이디얼 베어링에서 회전체가 제 1 자유도를 갖도록 운동학적 거동이 참작되며, 이로써 이러한 자유도로 인해 허용 최소 속도 미만에서 발생하는 흔들림 동작 또는 작동 방향에 대해 횡방향으로 발생하는 회전체의 틸팅 동작이 더 이상 베어링 케이지에 대한 회전체의 접촉을 발생시키지 않고 이로써 더 이상 레이디얼 구름 베어링의 허용되지 않는 가동 온도의 상승 및 마찰열을 발생시키지 않는다. 이와 동시에 회전체는 케이지 포켓에서 그 점 접촉 안내를 통해 축방향에서 충분한 제 2 자유도를 가지며, 이로써 회전체에서는 반경방향 및 축방향의 베어링 부하 시 마찬가지로 베어링 케이지와의 접촉 없이 레이디얼 구름 베어링의 각각의 압력각에 맞게 자가 정렬이 가능하다. 또한 이러한 베어링 케이지는 제조 비용의 측면에서도 바람직한 것으로 입증되었는데, 그 이유는 베어링 케이지가 간단한 구조로 설계되며 저렴한 재료 및 저렴한 제조 공정으로 제조가 가능하기 때문이다.
본 발명에 따라 형성된 레이디얼 구름 베어링의 바람직한 실시 형태는 하기 첨부 도면을 통해 상세히 설명된다. 도면은 다음과 같다:
도 1은 본 발명에 따라 형성된 레이디얼 구름 베어링의 입체 분해사시도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따라 형성된 레이디얼 구름 베어링의 확대 입체 횡단면도 를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따라 형성된 레이디얼 구름 베어링의 베어링 케이지에 대한 입체 개별 부품도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따라 형성된 레이디얼 구름 베어링의 베어링 케이지의 케이지 포켓에 대한 개별 부품도를 나타낸다.
도 1에 따른 분해사시도에는 단열 깊은 홈 구름 베어링으로 형성된 레이디얼 구름 베어링(1)이 상세히 도시되어 있다. 이 레이디얼 구름 베어링은 알려진 깊은 홈 구름 베어링과 유사하게 주로 외측 베어링 링(2) 및 내측 베어링 링(3) 및 베어링 링(2, 3) 사이에 배치된 복수의 회전체(4)로 구성된다. 여기에서 회전체(4)가 소위 구형 디스크에 의해 형성되는 것을 뚜렷하게 알 수 있으며, 이 구형 디스크는 기본 구형에서 평편하게 된, 서로 평행하게 배치된 각각 두 개의 대칭적 측면(8, 9)을 포함하며 그 접촉면(10)과 두 개의 홈 형태의 레이스웨이(11, 12)에서 롤링되고, 이 레이스웨이는 외측 베어링 링(2)의 내측면(13) 및 내측 베어링 링(3)의 외측면(14)으로 연결된다. 또한 회전체(4)는 두 개의 링 반부(6, 7)로 결합된 베어링 케이지(5)를 통해 둘레 방향으로 서로 균일한 간격으로 유지되며, 그 형성은 하기 설명의 대상이다.
도 2 및 도 3을 함께 관찰하면, 본 발명에서 베어링 케이지(5)가 각각의 회전체(4)에 대해 기준선을 감싸는 동일한 개별 케이지 포켓(15)을 포함하며, 여기에서 회전체(4)가 그 측면(8, 9)의 중앙부(16, 17)와 케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(18, 19) 사이에서 적어도 두 개의 저마찰 점 접촉을 통해 베어링 링(2, 3) 사이에서 축방향으로 안내되는 것을 뚜렷하게 알 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이 회전체(4) 측면(8, 9)의 중앙부(16, 17)는 측면(8, 9)에 가공된 중앙 함몰부(20, 21)를 통해 형성되며, 이 함몰부는 회전체의 축방향 가이드의 일부를 형성하고 동시에 그를 통해 회전체(4)의 질량중심이 반경방향 외측의 그 접촉면(10) 방향으로 이동한다.
또한 도 4에 도시한 바와 같이, 측면(8, 9)의 중앙부(16, 17)와 케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(18, 19) 사이에서의 점 접촉이 종방향 웨브(18, 19)의 종방향 중심으로 형성되고 각각 중앙 함몰부(20, 21)에서 회전체(4)의 측면(8, 9)으로 돌출된 두 개의 축방향 원뿔 첨단(22, 23)을 통해 구현되며, 이 원뿔 첨단이 함몰부(20, 21)의 평평한 바닥(24, 25)과 연동한다. 횡방향 웨브(26, 27) 사이에서 라운딩된 전이영역(28, 28', 29, 29')을 통해 그와 결합되는 케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(18, 19)가 회전체(4)의 측면(8, 9)에 대해 일정한 간격으로 배치되도록, 회전체(4) 접촉면(10)의 종방향 및 횡방향 반경에 상응하게 볼록하게 형성된 케이지 포켓(15)의 횡방향 웨브(26, 27)가 뚜렷하게 양측에서 이 접촉면(10) 밖으로 돌출되게 진행한다.
회전체(4)의 접촉면(10) 밖으로 진행하도록 케이지 포켓(15)의 횡방향 웨브(26, 27)를 형성함으로써, 작동방향에 대해 횡방향으로 발생하는 틸팅 동작에 대하여 회전체(4)가 양측에서 전이영역(28, 28', 29, 29')을 통해 케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(18, 19)에 대해 한정되는, 도 4에서 파선으로 표시한 약 3˚ 내지 7˚의 자유도를 갖는다. 또한 회전체(4)의 측면(8, 9)과 이격되게 케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(18, 19)를 배치함으로써, 반경방향 및 축방향의 베어링 부하 시 레이디얼 구름 베어링(1)의 압력각에서 자가 정렬이 이루어지도록 하기 위하여 회전체(4)가 동시에 양측에서 종방향 웨브(18, 19)의 상단 및 하단 모서리를 통해 한정되는, 도 2에서 파선으로 표시한 약 12˚내지 18˚의 자유도를 갖는다.
또한 도 2에서는, 전술한 두 가지 자유도에 대한 다른 전제조건으로 베어링 케이지(5)의 기준원(TkKaefig)이 레이디얼 구름 베어링(1)의 기준원(TkLager)보다 작고, 따라서 회전체(4)가 그 종축 아래에서 케이지 포켓(15)에 의해 감싸인다. 케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(17, 18)는 회전체(4) 직경(dW)의 최대 35 %의 높이(h)를 가지며 회전체(4)의 측면(8, 9)에 의해 한정된 회전체 폭(bW)은 회전체(4) 직경(dW)의 적어도 70 %이다.
또한 도면에서는 베어링 케이지(5)가 강판 재질의 비절삭 방식으로 제조된 스탬핑 인발 엠보싱 부품으로써 형성되며, 회전체(4)와의 그 접촉부에는 한정적으로 크롬 철 재질의 마모 저감을 위한 기능 코팅으로 코팅되는 것을 간접적으로 알 수 있다.
본 발명은 레이디얼 구름 베어링, 특히 단열 깊은 홈 구름 베어링에 이용될 수 있다.
[도면 부호의 설명]
1 레이디얼 구름 베어링
2 외측 베어링 링
3 내측 베어링 링
4 회전체
5 베어링 케이지
6 5의 링 반부
7 5의 링 반부
8 4의 측면
9 4의 측면
10 4의 접촉면
11 2의 레이스웨이
12 3의 레이스웨이
13 2의 내측면
14 3의 외측면
15 케이지 포켓
16 8의 중앙부
17 9의 중앙부
18 15의 종방향 웨브
19 15의 종방향 웨브
20 8의 함몰부
21 8의 함몰부
22 18의 원뿔 첨단
23 19의 원뿔 첨단
24 20의 바닥
25 21의 바닥
26 15의 횡방향 웨브
27 15의 횡방향 웨브
28 전이영역
28' 전이영역
29 전이영역
29' 전이영역
TkKaefig 5의 기준원
TkLager 1의 기준원
h 18, 19의 높이
dW 4의 직경
bW 4의 폭
Claims (10)
- 외측 베어링 링(2)과 내측 베어링 링(3) 그리고 이들 베어링 링(2, 3) 사이에 배치되고 구형 디스크로 형성되는 복수의 회전체(4)를 포함하고, 이 회전체는 구형 기본 형태에서 대칭적으로 편평해진, 서로 평행하게 배치된 두 개의 측면(8, 9)을 포함하며 두 개의 홈 형태의 레이스웨이(11, 12) 내에 그 접촉면(10)으로 롤링되고, 이 레이스웨이는 외측 베어링 링(2)의 내측면(13) 및 내측 베어링 링(3)의 외측면(14)에 형성되며, 여기서 회전체(4)는 두 개의 링 반부(6, 7)로 조립되는 베어링 케이지(5)를 통해 둘레 방향으로 균일한 간격으로 서로 유지되고, 베어링 케이지는 각각의 회전체(4)에 대해 기준선을 감싸는 각각의 대응되는 케이지 포켓(15)을 포함하며, 이 케이지 포켓 내에 회전체(4)가 그 측면(8, 9)의 중앙부(16, 17)와 케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(18, 19) 사이의 최소한 두 개의 저마찰 점 접촉을 통해 베어링 링(2, 3) 사이에서 축방향으로 안내되고 작동방향에 대해 횡방향으로 발생하는 틸팅 동작을 위한 정의된 자유도 뿐만 아니라 레이디얼 구름 베어링(1)의 압력각에서 자가 정렬을 위한 정의된 자유도도 갖도록 형성되는 레이디얼 구름 베어링에 있어서,베어링 케이지(5)의 기준원(TkKaefig)이 레이디얼 구름 베어링(1)의 기준원(TkLager)보다 작고, 케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(17, 18)가 회전체(4) 직경(dW)의 35 %의 최대 높이(h)를 가지며 그리고 회전체(4)의 측면(8, 9)에 의해 한정된 회전체 폭(bW)이 회전체(4) 직경(dW)의 최소한 70 %인 것을 특징으로 하는 레이디얼 구름 베어링.
- 청구항 1에 있어서,횡방향 웨브(26, 27) 사이에서 라운딩된 전이영역(28, 28', 29, 29')을 통해 그와 결합되는 케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(18, 19)가 회전체(4)의 측면(8, 9)에 대해 일정한 간격으로 배치되도록, 회전체(4) 접촉면(10)의 반경에 상응하게 볼록하게 형성된 케이지 포켓(15)의 횡방향 웨브(26, 27)가 양측에서 이 접촉면(10) 밖으로 돌출되게 진행하는 것을 특징으로 하는 레이디얼 구름 베어링.
- 청구항 2에 있어서,회전체 접촉면(10) 밖으로 진행하도록 케이지 포켓(15)의 횡방향 웨브(26, 27)를 형성함으로써, 작동방향에 대해 횡방향으로 발생하는 틸팅 동작에 대하여 회전체(4)가 양측에서 전이영역(28, 28', 29, 29')을 통해 케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(18, 19)에 대해 한정되는 3˚ 내지 7˚의 자유도를 갖는 것을 특징으로 하는 레이디얼 구름 베어링.
- 청구항 3에 있어서,케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(18, 19)를 회전체 측면(8, 9)에서 이격되게 배치함으로써, 반경방향 및 축방향의 베어링 부하 시 레이디얼 구름 베어링(1)의 압력각에서 자가 정렬이 이루어지도록 하기 위하여 회전체(4)가 양측에서 종방향 웨브(18, 19)의 상단 및 하단 모서리를 통해 한정되는 12˚내지 18˚의 자유도를 갖는 것을 특징으로 하는 레이디얼 구름 베어링.
- 청구항 1에 있어서,회전체(4)의 측면(8, 9)에 중앙부(16, 17)가 이 측면(8, 9)에 가공된 중앙 함몰부(20, 21) 또는 동심성 홈을 통해 형성되며, 그를 통해 회전체(4)의 질량중심이 반경방향 외측의 그 접촉면(10) 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 레이디얼 구름 베어링.
- 청구항 5에 있어서,측면(8, 9)의 중앙부(16, 17)와 케이지 포켓(15)의 종방향 웨브(18, 19) 사이에서의 점 접촉이 종방향 웨브(18, 19)의 종방향 중심으로 형성되고 각각 중앙 함몰부(20, 21)에서 회전체(4)의 측면(8, 9)으로 돌출된 두 개의 축방향 원뿔 첨단(22, 23)을 통해 구현되며, 이 원뿔 첨단이 함몰부(20, 21)의 평평한 바닥(24, 25)과 연동하는 것을 특징으로 하는 레이디얼 구름 베어링.
- 청구항 1에 있어서,베어링 케이지(5)가 강철, 황동 또는 알루미늄과 같은 금속 재질의 비절삭 방식으로 제조 가능한 스탬핑 인발 엠보싱 부품으로 형성되며, 베어링 케이지가 회전체(4)와의 그 접촉면에서 완전히 또는 한정적으로 경질재, 크롬-철, 산화세라믹 또는 몰리브덴을 포함하는 기능 코팅으로 코팅되거나 또는 엔지니어링 플라스틱으로 사출되는 것을 특징으로 하는 레이디얼 구름 베어링.
- 청구항 1에 있어서,베어링 케이지(5)가 사출품으로써 강화 유리 섬유가 포함되거나 포함되지 않은 PA 66 또는 PA 46과 같은 엔지니어링 플라스틱 재질 또는 첨가제 또는 강화 유리 섬유가 포함된 PAEK, PEEK, TPI 또는 PAI를 포함하는 고성능 내온성 플라스틱 또는 섬유 강화 재료 및 레진 기질을 포함하는 섬유강화 복합 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이디얼 구름 베어링.
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