KR20110010605A

KR20110010605A - 베어링 모듈

Info

Publication number: KR20110010605A
Application number: KR1020107024761A
Authority: KR
Inventors: 에두아르트 베레슈; 크리슈티안 슐테-뇔레; 클라우스 뮐러; 아메트 하피트
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2009-05-05
Publication date: 2011-02-01
Also published as: US9175726B2; CA2723844C; CA2723844A1; DE102008048412A1; EP2283244B1; US20110188794A1; WO2009135482A3; CN102066787A; EP2518353A1; WO2009135482A2; CN102066787B; EP2283244A2

Abstract

본 발명은 제 1 베어링 부품 (4) 과 제 2 베어링 부품 (5) 을 가진 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60) 에 관한 것으로, 상기 베어링 부품들은 서로 상대적으로 움직일 수 있게 지지되어 있다. 별도의 보호 수단 (6) 이 제공되어 있으며, 상기 보호 수단은 미량동 작용을 가진 재료를 포함한다.

Description

베어링 모듈{BEARING MODULE}

본 발명은 제 1 베어링 부품과 제 2 베어링 부품을 가진 베어링 모듈에 관한 것으로, 상기 베어링 부품들은 서로 상대적으로 움직일 수 있게 지지되어 있다.

상기 언급된 유형의 베어링 모듈은 예컨대 리니어 베어링 (linear bearing) 또는 회전 베어링 (rotation bearing) 이다. 상기 베어링 모듈은 특히 대개의 경우 물속 (underwater) 에서 이용하기 위해 제공되어 있으며, 이 경우 물은 담수 뿐만 아니라 바닷물일 수 있다. 이러한 베어링 모듈은 수중 터빈, 수중 드라이브, 예컨대 선박 드라이브, 또는 선박 키에서 적용된다.

예컨대, 선박 부품들, 예컨대 선체가 물속 생물체, 특히 따개비류 (barnacles) 로 자주 뒤덮히고 껍질이 씌워지는 것이 선박 제조 분야로부터 알려져 있다. 일반적으로, 이와 같이 물속 생물체가 상기 부품들을 뒤덮는 것을 파울링 (fouling) 이라고 부른다. 이러한 유형의 파울링은 해당 부품의 기능력 및 작동 효율을 이따금 상당히 침해한다.

물속 생물체가 증식되는 것을 저지하기 위해, 선박 부품들 (이 경우 DE 699 21 166 T2 는 선체 또는 액체 수집 관들을 언급한다 ) 에 파울링 분해 코팅을 제공하는 것이 예컨대 DE 699 21 166 T2 로부터 공지되어 있다. 이를 위해, 상응하는 코팅제는 전형적으로 사전 처리된 선박 부품들에 예컨대 붓을 이용해 도포되거나 또는 분무를 이용해 도포된다. 선박 부품의 상응하는 사전 처리는 예컨대 습기 코팅, 또는 접착 증진제 등등의 도포이다. 상기 언급된 코팅 과정은 상응하여 노력 및 비용이 많이 든다는 단점을 가진다.

DE 697 29 791 T2 에서는, 증식을 저지하는 수단으로서 선박 분야에서 사용되기 위한 검은색 니스가 언급된다.

본 발명의 목적은 특히 물속에서 적용하기에 적합하고 비용 절감적으로 실현될 수 있는 베어링 모듈을 제공하는 것이다.

이 목적은 본 발명에 따르면 서로 상대적으로 이동 가능하게 지지되어 있는 제 1 베어링 부품과 제 2 베어링 부품을 가진 베어링 모듈을 통해 달성되며, 이때 별도의 보호 수단이 제공되어 있고, 상기 보호 수단은 미량동 작용 (oligodynamic action) 을 가진 재료를 포함한다.

본 발명은, 물속에서의 적용을 위해, 예컨대 수중 터빈에서의 적용을 위해 제공되어 있는 베어링 모듈이 점점 주변 매체, 즉 물로 뒤덥힌다는 점으로부터 출발한다. 이로 인해, 이른바 파울링 문제는 이러한 유형의 베어링 모듈을 점점 약화시킨다.

본 발명은, 무엇보다도 석회 방출 물속 생물체가 베어링 모듈의 기능면들에서 증식하는 것이 베어링 모듈의 기능력 유지에 특히 문제가 될 수 있는 것을 인식하고 있다. 석회 방출 물속 생물체에는 예컨대 따개비류가 속할 수 있다. 베어링 모듈의 기능면이란 베어링 부품들 상호간의 운동이 수행되는 표면을 의미한다. 이는 미끄럼 베어링 (sliding bearing) 의 경우에는 특히 미끄럼면이며, 상기 미끄럼면을 따라 베어링 부품들의 미끄럼 운동이 수행된다. 구름 베어링 (rolling bearing) 의 경우에는, 이러한 유형의 기능면은 특히 레이스 (race) 에 의해 제공되어 있으며, 상기 레이스를 따라, 베어링 부품들을 지지하는 다수의 전동체 (rolling element) 가 굴러간다. 특히 석회 방출 물속 생물체가 이러한 유형의 기능면에 증식함에 있어서, 기능면의 손상은 아마 비교적 단단한, 이따금 날카로운 모서리를 가진 석회 분비물에 의해 발생되며, 이는 결국 베어링 모듈의 완전한 고장을 일으킬 수 있는 위험을 내포한다.

또한, 본 발명은, '안티파울링 조치 (Antifouling-Measures)', 즉 특히 베어링 모듈의 베어링 부품들의 표면에, 그리고 특히 해당 기능면들에 예컨대 부착을 저지하는 니스 (varnish) 또는 파울링 분해 코팅과 같은 코팅제를 도포하는 것은 비용이 많이 들 뿐만 아니라 특히 기능면들의 경우에는 완전히 부적합하다는 것을 인식하고 있다. 예컨대, 특히 기능면들에 있어서 더욱 고려해야 할 점은, 예컨대 니스로서 제공되어 있는 코팅제가 마모에 의해 제거된다는 것이다. 이 경우, 파울링-증식에 맞선 보호의 지속은 특히 상응하는 표면 상으로의 니스의 새로운 도포에 의해서만 보장될 수 있으며, 이는 베어링 모듈의 수명에 걸쳐 자주 큰 노력 및 비용이 드는 것으로 나타난다. 게다가, 예컨대 니스의 형태로 코팅제를 제공함으로써 미끄럼 특성, 또는 미끄럼면 또는 레이스로서 설계된 기능면의 작동 특성이 변하는 일이 생길 수 있고, 이는 무엇보다도 베어링 모듈 자체의 기능에 큰 영향을 미친다.

본 발명은 이제 완전히 다른 방법을 제공한다. 왜냐하면 보호되어야 하는 각각의 표면에 상응하는 코팅제를 도포함으로써 파울링-증식에 맞서 보호를 달성하는 대신, 본 발명은 별도의 보호 수단을 제공하기 때문이다. 이를 위해, 상기 보호 수단은 미량동 작용을 가진 재료를 포함한다. 이하, 미량동 작용이란 특히 살아 있는 물속 생물체, 예컨대 바이러스, 박테리아, 무엇보다도 고등 생물체, 예컨대 조류 (algae), 따개비류 또는 균류를 손상시키는 또는 죽이는 작용을 의미한다. 그러므로, 상기 작용은 살생물적 (biocide) 이라고도 표현될 수 있다. 재료의 미량동 작용은 특히 재료의 작용성분의 방출을 통해 달성된다. 예컨대 염 (salt) 으로서, 용액 성분으로서, 예컨대 콜로이드 (colloid) 분포에서의 재료 자체로서, 또는 재료의 이온으로서 존재하는 작용성분은 상기 보호 수단에 의해 주변 매체인 물속으로 방출된다. 특히 상기 작용성분이 첨가된 물은 베어링 모듈을 세척한다. 그러므로, 베어링 모듈의 표면들의 파울링-증식을 저지하는 살생물적 작용은 상기 보호 수단과, 파울링-증식으로부터 보호되어야 하는 표면과의 직접적인 접촉에 좌우되지 않는다. 그러므로, '안티파울링 조치'에 의해 베어링 모듈의 기능이 영향을 받는 위험을 감수할 필요 없이, 구조적으로 큰 비용을 들이지 않고, 적은 작업노력을 들여, 파울링-증식에 맞선 효과적인 조치를 실현하는 것이 전체적으로 가능하다.

파울링-증식으로부터 보호하기 위해, 특히 별도의 부품으로서 설계되어 있는 별도의 보호 수단을 예컨대 간단히 베어링 모듈의 본질적으로 임의의 지점에 예컨대 나사결합, 접착 또는 클립을 이용해 고정시키는 것으로 충분하다. 대안적으로, 상기 보호 수단을 간단히 베어링 모듈의 보다 가까운 주변에 배치시키는 것도 가능하다. 상기 보호 수단은 베어링 모듈의 고정 요소에 또는 하우징에 부착될 수도 있고, 또는 고정 요소 또는 하우징 자체일 수 있다.

작용성분이 첨가된 물로 베어링 모듈을 본질적으로 지속적으로 세척함으로써, 베어링 모듈의 부품, 그리고 특히 그의 기능면들을 파울링-증식으로부터 지속적으로 보호하는 것이 가능하다.

상기 보호 수단은 본질적으로 집중적으로 마모시키는 하중에 노출되어 있지 않다. 그러므로, 상기 보호 수단에서 시작되는, 파울링-증식에 맞선 보호는 경우에 따라서는 베어링 모듈의 수명에 걸쳐 지속된다. 상기 보호 수단의 교체 또는 수선이 필요한 경우, 이는 복잡하지 않은 방식으로 가능하며, 그러므로 본질적으로 재료값을 넘는 비용을 초래하지 않는다.

상기 베어링 모듈 자체는 미끄럼 베어링으로서 뿐만 아니라 구름 베어링으로서 설계되어 있을 수 있다. 이때, 베어링 부품들이 회전 베어링의 유형에 따라 회전 가능하게, 또는 리니어 베어링의 유형에 따라 병진적으로 서로 움직일 수 있게 지지되어 있는 것이 가능하다.

바람직하게는, 상기 재료는 미량동 작용을 가진 금속을 포함한다. 미량동 작용을 가진 금속들로서는 예컨대 수은, 은, 구리, 그의 합금들 황동, 청동, 주석, 철, 납 및 비스무트가 알려져 있다. 환경 친화성 및 효과를 이유로 은과 구리가 바람직한 것으로 간주될 수 있다. 경제적인 관점에서 볼 때는 구리가 선호될 수 있다. 상기 언급된 금속들의 미량동 작용은 무엇보다도 그들의 살생물적 양이온의 방출에 근거를 두고 있으며, 상기 양이온들은 각각의 금속들의 작용성분들이다.

예컨대, 상기 보호 수단은, 상기 보호 수단이 완전히 또는 부분적으로 상기 재료로 코팅되어 있음으로써 상기 미량동 작용을 가진 재료를 포함한다. 이에 대안적으로, 상기 재료는 예컨대 상기 보호 수단 안에 저장되어 있을 수 있다. 하지만 바람직하게는, 상기 보호 수단은 상기 재료로 제조되어 있다. 이는 제조 기술적으로 매우 간단하게 실현될 수 있는 변형이다.

도입부에서 언급한 바와 같이, 베어링 모듈은 미끄럼 베어링 뿐만 아니라 구름 베어링일 수 있다. 상기 언급된 변형들 중 어느 것이 선택되는 가는 본질적으로 베어링 모듈의 구체적인 적용 주변의 요구에 좌우된다. 이 경우, 작동 상태를 특징짓는 요소들, 예컨대 베어링 하중, 작동 온도, 제공되어 있는 장착 공간, 또는 베어링 부품들이 서로 움직일 수 있는데 이용되는 속도가 언급될 수 있다. 드라이브 모듈의 일반적인 물속 적용에서, 예컨대 수중 터빈에서의 이용시, 베어링 부품들간의 빠른 운동 가능성을 실현하는 것이 자주 필요하다. 이는 효과적인 방식으로 특히 구름 베어링을 이용해 실현될 수 있다.

바람직하게는, 베어링 부품들은 다수의 전동체를 이용해 서로 상대적으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 전동체로서는 예컨대 볼 (ball), 원통 롤러, 니들 롤러 (needle roller), 테이퍼 롤러 (taper roller) 및 배럴 롤러 (barrel roller) 가 이용될 수 있다.

바람직한 변형에 따르면, 케이지 (cage) 가 제공되어 있으며, 상기 케이지 안에 전동체들이 수용되어 있다. 케이지는 일반적으로 전동체들을 안내하며, 그것들을 서로 균일한 간격으로 유지시키고, 이로 인해, 전동체들이 서로 접촉되는 것을 저지한다. 케이지는 예컨대 강철, 특히 특수강으로 제조되어 있을 수 있다. 대안적으로, 케이지는 예컨대 적합한 합성수지 또는 황동으로 제조되어 있을 수 있다.

바람직하게는, 상기 보호 수단은 각각의 베어링 부품에 고정되어 있다. 이를 위해, 상기 보호 수단은 예컨대 '탈착 가능하지 않은' 고정을 이용해, 예컨대 접착 또는 용접을 이용해 부착될 수 있다. 하지만, 보호 수단의 교체를 간단하게 하기 위해, 상응하는 베어링 부품과 상기 보호 수단간의 탈착 가능한 연결을 예컨대 나사결합 또는 클립을 통해 이루어내는 것도 목적에 부합한다. 베어링 부품에 상기 보호 수단을 고정시킴으로써, 베어링 모듈을 상기 보호 수단과 함께 사전 조립된 유닛으로서 콤팩트한 구조로 제공하는 것이 가능하다.

그 밖의 바람직한 변형에서, 상기 보호 수단은 케이지에 고정되어 있다. 이 변형은 베어링 부품에 상기 보호 수단을 고정시키는 것에 대해 대안적으로 또는 추가적으로 제공될 수 있다. 이러한 배치는 특히 바람직한데, 왜냐하면 특히 전동체들의 구름운동을 통해 케이지들의 영역에서의 흐름 상태는 특히 작용성분이 첨가된 물로 베어링 모듈을 효과적으로 세척하는 것이 더욱 촉진됨으로써 국부적으로 영향을 받을 수 있기 때문이다. 이는 결국 파울링-증식에 맞선 보호를 더욱 개선시키는 데 기여한다.

바람직하게는, 상기 보호 수단은 고정을 위해 고정 수단 (fastening means) 을 포함한다. 상기 고정 수단은 특히 상기 보호 수단의 통합적인 부품이며, 케이지에 및/또는 베어링 부품에 고정시키기 위해 설계되어 있다. 상기 고정 수단을 통해 상기 보호 수단은 간단한 방식으로, 그리고 특히 양면을 다 이용할 수 있게 (reversible) 케이지에 및/또는 상응하는 베어링 부품에 부착될 수 있다. 상기 보호 수단의 양면 이용 가능 부착을 통해, 상기 보호 수단의 경우에 따라 필요한 교체 또는 수선이 간단하고 쉬워진다. 이를 위해, 상기 고정 수단은 예컨대 플러그 헤드 (plug head) 로서 설계되어 있으며, 상기 플러그 헤드는 간단하게 케이지 및/또는 베어링 부품의 상응하는 삽입 장소 안에 매달릴 수 있다. 상기 고정 수단은 마찬가지로 죔쇠로서 또는 클립 요소로서 설계될 수 있다.

바람직한 실시형태에서, 상기 고정 수단은 나사 수단 (screwing means) 으로서 설계되어 있다. 이 경우, 상기 고정 수단은 특히 섕크 (shank) 유형으로 설계되어 있으며, 나사산 (screw thread) 을 가진다. 이로 인해, 상기 보호 수단은 상기 고정 수단을 통해 간단히 케이지 및/또는 베어링 부품의 상응하는 고정면 안에 나사결합될 수 있다. 나사결합을 이용한 고정은 예정된 사용 목적에 특별한 방식으로 적합한데, 왜냐하면 이로 인해 한편으로는 상기 보호 수단의 단단한 고정이 보장될 수 있기 때문이고 다른 한편으로는 상응하는 보호 수단의 교체가 필요한 경우 나사결합은 큰 노력 없이 다시 풀릴 수 있기 때문이다.

바람직하게는, 상기 보호 수단과 각각의 베어링 부품 및/또는 케이지 사이에는 분리 수단이 배치되어 있다. 상기 분리 수단은, 케이지 및/또는 베어링 부품에 대한 상기 보호 수단의 직접적인 접촉을 저지하기 위해, 특히 접촉부식 (contact corrosion) 을 저지하기 위해 제공되어 있다. 접촉부식은 예컨대 서로 접촉하는 부품들의 상응하는 재료쌍에 있어서 가능하다. 접촉부식은 예컨대, 참여한 모든 부품, 즉 한쪽에서의 보호 수단, 다른 한쪽에서의 케이지 및/또는 상응하는 베어링 부품이 금속으로 제조되어 있고, 상응하는 금속들이 전기화학적 서열에 따라 고귀함의 정도가 다를 경우 예상될 수 있다. 전기화학적 서열에 따르면, 금속들은 '귀금속' 과 '비귀금속' 으로 나뉠 수 있고, 비귀금속은 귀금속과의 접촉시 부식된다. 상기 분리 수단을 통해, 이 현상이 저지된다. 이를 위해, 상기 분리 수단은 특히 비전도성 재료, 예컨대 합성수지로 제조되어 있다.

목적에 부합하여, 베어링 부품들은 원주 방향으로 연장되는 외측링 및 상응하는 내측링으로서 설계되어 있다. 상기 베어링 부품들은 서로 원주 방향으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 하기에서 이따금 베어링 링들이라고도 불리우는 내측링과 외측링은 이를 위해 예컨대 다수의 전동체를 이용해 지지되어 있을 수 있다. 대안적으로, 베어링 링들이 서로 '미끄러지며' 움직일 수 있는 것이 역시 가능하다. 가능한 한 마모가 적은 미끄럼 운동을 위해, 예컨대 적합한 슬라이딩 라이닝 (sliding lining) 이 각각의 베어링 링 상에 제공된다.

그 밖의 바람직한 변형에서, 상기 보호 수단은 링 모양으로 설계되어 있다. 링 모양의 상기 보호 수단을 통해, 베어링 모듈의 주변에서 작용성분의 매우 균일한 분배를 달성하는 것이 가능하며, 따라서 파울링-증식에 맞선 보호가 더욱 개선될 수 있다. 상기 보호 수단을 고정시키기 위해, 예컨대 상응하는 클립인 그루브 (clip in groove) 가 각각의 베어링 링 안에 제공되어 있을 수 있다. 상기 클립인 그루브의 제공을 통해, 링 모양의 상기 보호 수단을 베어링 링들 중 하나에 또는 바람직하게는 두 베어링 링에 간단한 클립인 (clip in) 을 통해 고정시키는 것이 특히 간단한 방식으로 가능하다.

본 발명의 실시예들을 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1 은 제 1 실시형태에 따른 베어링 모듈을 나타내는 도면이다.
도 2 는 제 2 실시형태에 따른 베어링 모듈을 나타내는 도면이다.
도 3 은 제 3 실시형태에 따른 베어링 모듈을 나타내는 도면이다.
도 4 는 제 4 실시형태에 따른 베어링 모듈을 나타내는 도면이다.
도 5 는 제 5 실시형태에 따른 베어링 모듈을 나타내는 도면이다.
도 6 은 제 6 실시형태에 따른 베어링 모듈을 나타내는 도면이다.
도 7 은 제 7 실시형태에 따른 베어링 모듈을 나타내는 도면이다.
도 8 은 보호 수단의 상세 부분을 나타낸 도면이다.
도 9 는 제 8 실시형태에 따른 베어링 모듈을 나타내는 도면이다.
도 10 은 제 9 실시형태에 따른 베어링 모듈을 나타내는 도면이다.

도 1 에는 제 1 실시형태에 따른 베어링 모듈 (2) 의 횡단면이 도시되어 있다. 베어링 모듈 (2) 은 특히 주로 물속에서, 예컨대 바닷물속에서 이용되기 위해 제공되어 있다. 이 경우, 베어링 모듈 (2) 은 특히 수중 터빈, 수중 드라이브, 예컨대 선박 드라이브, 또는 선박 키에서 적용된다.

도면에 따르면, 베어링 모듈 (2) 은 제 1 베어링 부품 (4), 제 2 베어링 부품 (5), 및 보호 수단 (6) 을 포함한다. 베어링 부품 (4, 5) 들은 외측링 (8) 과 내측링 (10) 으로서 제공되어 있다. 이하, 외측링 (8) 과 내측링 (10) 은 이따금 베어링 링 (8, 10) 이라고도 불리운다. 베어링 링 (8, 10) 들은 각각 원주 방향 (12) 을 따라 연장되며, 다수의 전동체 (13) 를 이용해 서로 움직일 수 있게 지지되어 있다.

외측링 (8) 과 내측링 (10) 은 서로 밀봉되어 있지 않다. 그 대신, 베어링 모듈 (2) 의 통과 방향 (14) 에서 양쪽에 개방 슬롯 (15) 이 제공되어 있다. 개방 슬롯 (15) 을 통해, 베어링 모듈 (2) 의 주변 매체 (상기 주변 매체는 이 경우 주변 물이다) 는 베어링 모듈 (2) 을 관류할 수 있다.

그들 중 단 하나만 횡단면이 도시되어 있는 전동체 (13) 들은 베어링 모듈 (2) 의 작동 중 내측링 (10) 과 외측링 (8) 의 각각의 레이스 (race, 16) 에서 굴러간다. 이용시 베어링 링 (8, 10) 들 중 하나는 특히 고정되어 있으며, 상응하여 다른 베어링 링 (10, 8) 은 베어링 모듈 (2) 의 중앙 회전축 둘레로 원주 방향 (12) 으로 회전한다. 전동체 (13) 들은 내측링 (10) 과 외측링 (8) 사이에 배치되어 있다.

전동체 (13) 들은 각각 케이지 (18) 의 도시되어 있지 않은 포켓들 안에 수용되어 있고, 따라서 전동체 (13) 들은 서로 균일한 간격을 두고 유지된다. 이로 인해, 전동체 (13) 들이 회전시 서로 방해하는 것이 저지된다.

횡단면이 마개 모양인 보호 수단 (6) 은 구리로 제조되어 있다. 살생물적으로 작용하는 구리 양이온의 균일한 분배를 달성하기 위해, 다수의 보호 수단 (6) 이 원주 방향 (12) 을 따라 베어링 모듈 (2) 에 고정되어 있다. 이에 대안적으로, 보호 수단 (6) 은 원주 방향 (12) 으로 링 모양으로 뻗어 있게 설계되어 있을 수 있다. 보호 수단 (6) 은 외측링 (8), 내측링 (10) 및 케이지 (18) 에 고정되어 있다. 이 경우, 보호 수단 (6) 은 통과 방향 (14) 을 가로지른 방향과 관련하여 외측링 (8) 과 내측링 (10) 의 각각 한쪽에만 배치되어 있다. 도면에서 보호 수단 (6) 은 통과 방향 (14) 을 가로지른 방향과 관련하여 전동체 (13) 의 '오른쪽에서는' 내측링 (10) 에 배치되어 있으며, 반면 전동체의 '왼쪽에서는' 외측링 (8) 에 배치되어 있으며, 이로 인해 전체적으로 보호 수단 (6) 의 양쪽 배치가 발생한다. 보호 수단 (6) 을 고정시키기 위해 두 베어링 링 (8, 10) 은 각각 상응하는 클립인 그루브 (22) 를 가지며, 상기 클립인 그루브 안에 마개 모양의 보호 수단 (6) 이 고정되어 있다. 예컨대, 각각의 클립인 그루브 (22) 안에 보호 수단 (6) 을 고정시킴으로써 필요시 보호 수단 (6) 을 보다 큰 노력 없이 교체 또는 수선하는 것이 가능하다. 대안적으로, 보호 수단 (6) 을 베어링 링 (8, 10) 에 접착시킴으로써 고정시키는 것도 물론 가능하다.

물속에서의 베어링 모듈 (2) 의 예정된 사용 주변에서, 물속 생물체, 예컨대 조류 또는 따개비류로 베어링 모듈 (2) 이 원치 않게 뒤덥히는 위험이 존재한다. 이는 파울링 이라고도 불리운다. 이러한 파울링은 베어링 모듈 (2) 의 기능력 및 작동 효율을 이따금 상당히 침해한다. 특히, 석회 분비 생물체, 예컨대 따개비류가 베어링 모듈 (2) 의 레이스 (16) 들에 퇴적하는 것은 비교적 단단한 석회 침전물에 의해 레이스 (16) 들이 상당히 손상되는 위험을 초래한다. 베어링 모듈 (2) 의 작동 중, 이 석회 침전물은 내측링 (10) 과 외측링 (8) 의 레이스 (16) 에서 굴러가는 전동체 (13) 들에 의해 '휩쓸리고', 따라서 날카운 모서리를 가진 파편들이 가끔 생기며, 상기 파편들은 레이스 (16) 들을 손상시킬 수 있다. 이는 결국 베어링 모듈 (2) 의 완전한 고장을 일으킬 수 있다.

이러한 유형의 파울링-증식에 맞선 보호를 보장하기 위해, 보호 수단 (6) 은 미량동 작용을 가진 금속, 이 경우에는 구리로 제조되어 있다. 이하, 미량동 작용이란 살아 있는 물속 생물체, 예컨대 특히 조류, 균류 및 따개비류를 손상시키는 또는 죽이는 작용을 의미한다. 그러므로, 상기 작용은 살생물적이라고 표현될 수 있다. 구리의 미량동 작용은 본질적으로 구리 양이온으로부터 시작되며, 상기 구리 양이온은 구리로부터 주변 매체 안으로, 즉 이 경우 물속으로 방출된다. 살생물적으로 작용하는 구리 양이온들이 첨가된 물은 베어링 모듈 (2) 을 세척한다. 이 '세척' 은 도면에서 본보기로서 도시되어 있는 흐름선 (24) 들에 의해 나타나 있다. 보호 수단 (6) 은 위에서 설명한 바와 같이 통과 방향 (14) 을 가로지른 방향과 관련하여 양쪽에 배치되어 있기 때문에, 구리 양이온들이 첨가된 물을 이용한 베어링 모듈 (2) 의 세척은 물의 현재의 흐름 방향과 관계 없이 안전해진다. 전체적으로, 베어링 모듈 (2) 의 표면들에서의 파울링-증식을 저지하는 살생물적 작용은 상기 증식으로부터 보호되어야 하는 표면과 보호 수단 (2) 의 직접적인 접촉에 좌우되지 않는다.

구리 양이온들이 첨가된 물로 베어링 모듈 (2) 을 본질적으로 지속적으로 세척함으로써, 베어링 모듈 (2) 의 부품들, 예컨대 케이지 (18), 베어링 부품 (4, 5) 들, 전동체 (13) 들, 및 특히 레이스 (16) 의 파울링-증식에 맞서 효과적인, 또한 지속적인 보호를 달성하는 것이 가능하다. 전체적으로 볼 때, 구조와 관련된 큰 비용 없이, 적은 작업노력을 들여 파울링-증식에 맞서 효과적인 조치를 실현하는 것이 가능하다.

도 2 에는 제 2 변형에서의 베어링 모듈 (30) 의 횡단면이 도시되어 있다. 베어링 모듈 (30) 의 구성은 본질적으로 도 1 에 도시되어 있는 베어링 모듈 (2) 과 일치한다. 보호 수단 (6) 은 이 경우에도 마찬가지로 외측링 (8) 에 고정되어 있을 뿐만 아니라 내측링 (10) 에도 고정되어 있다. 도 1 과는 달리, 횡단면이 둥근 보호 수단 (6) 은 이 경우에는 마개 모양이 아니며, 원주 방향 (12) 으로 연장되는 링 (ring, 32) 으로서 설계되어 있다. 상응하는 링 (32) 은 통과 방향 (14) 을 가로지른 방향과 관련하여 각각 외측링 (8) 과 내측링 (10) 의 양쪽에 배치되어 있다. 이를 위해, 원주 방향 (12) 으로 뻗어 있는 링 (32) 은 내측링 (10) 과 외측링 (8) 의 상응하는 클립인 그루브 (22) 안에 고정되어 있다.

도 3 은 제 3 변형에서의 베어링 모듈 (36) 의 횡단면을 나타낸다. 도 1 및 도 2 에서와는 달리, 보호 수단 (6) 은 베어링 부품 (4, 5) 들에 고정되어 있는 것이 아니라 케이지 (18) 에 고정되어 있다. 보호 수단 (6) 은 이 경우에도 원주 방향 (12) 으로 뻗어 있는 링 (32) 으로서 설계되어 있으며, 상기 링은 케이지 (18) 의 상응하는 클립인 그루브 (22) 안에 고정되어 있다.

도 4 는 제 4 변형에서의 베어링 모듈 (38) 을 나타낸다. 도 3 에서와 같이 보호 수단 (6) 은 이 경우에도 케이지 (18) 에 고정되어 있다. 보호 수단 (6) 은 이 경우 링 (32) 으로서 설계되어 있는 것이 아니라 직육면체 모양으로 설계되어 있다.

도 5 는 제 5 변형에서의 베어링 모듈 (40) 의 원주 방향 (12) 을 따라 뻗어 있는 횡단면을 나타낸다. 상기 기술된 구현형태들과는 달리, 베어링 모듈 (40) 은 구름 베어링으로서 설계되어 있지 않고 미끄럼 베어링으로서 설계되어 있다. 베어링 모듈 (40) 의 작동 중, 베어링 링 (8, 10) 들 중 하나는 상응하여 다른, 특히 고정되어 있는 베어링 링 (10, 8) 상에서 미끄러지며, 원주 방향 (12) 으로 베어링 모듈 (2) 의 중앙 회전축 둘레로 회전한다. 링 (8, 10) 들의 미끄럼 운동은 이 경우 미끄럼면 (42) 을 통해 수행되며, 상기 미끄럼면 상에는 가능한 한 마모가 적은 미끄럼 운동을 위해 적합한 슬라이딩 라이닝 (44) 이 제공되어 있다.

마개 모양으로 설계된 보호 수단 (6) 은 이 경우에는 외측링 (8) 에 부착되어 있다. 보호 수단 (6) 을 통해, 특히 미끄럼면 (42) 의 파울링-증식이 저지되어야 한다.

도 6 은 제 6 변형에서의 베어링 모듈 (50) 을 나타낸다. 베어링 모듈 (50) 의 구성은 전술한 변형들에서와 본질적으로 동일하며, 이 경우 또다시 구름 베어링에 관한 것이다.

상기 실시예들을 위해 설명한 것과는 달리, 보호 수단 (6) 은 원통형 바디 (body, 51) 로서 설계되어 있으며, 상기 바디는 미량동 작용을 가진 구리로 제조되어 있다. 살생물적으로 작용하는 구리 양이온들의 균일한 분배를 달성하기 위해, 다수의 보호 수단 (6) 이 베어링 모듈 (2) 에 고정되어 있다. 눈에 띄는 보호 수단 (6) 은 외측링 (8), 내측링 (10) 및 케이지 (18) 에 고정되어 있다. 고정을 위해 보호 수단 (6) 은 고정 수단 (52) 을 포함하며, 상기 고정 수단은 이 경우 나사 수단 (54) 으로서 설계되어 있다. 나사 수단 (54) 은 섕크 유형으로 설계되어 있으며, 나사산을 가진다. 보호 수단 (6) 의 나사 수단 (54) 을 통해, 보호 수단 (6) 을 케이지 (18), 내측링 (10) 및 외측링 (8) 의 상응하는 고정면에 고정시키는 것이 간단한 방식으로 가능하다. 나사결합을 이용한 고정이 특히 적합한데, 왜냐하면 이로 인해 한편으로는 보호 수단 (6) 의 단단한 고정이 보장되고, 다른 한편으로는 상응하는 보호 수단 (6) 을 교체 또는 수선하기 위해 큰 노력 없이 나사결합이 풀릴 수 있기 때문이다.

한편으로는 케이지 (18) 및 베어링 링 (10, 8) 들과, 다른 한편으로는 그것에 고정된 각각의 보호 수단 (6) 사이에, 각각 분리 수단 (56) 이 배치되어 있다. 이 경우, 분리 수단 (56) 은 적합한 합성수지로 제조된 와셔 (washer) 로서 설계되어 있다.

분리 수단 (56) 은 특히 접촉부식을 저지하기 위해, 케이지 (18) 에 대한, 또한 베어링 링 (8, 10) 들에 대한 보호 수단 (6) 의 직접적인 접촉을 피하기 위해 제공되어 있다.

도 7 에서는 제 7 실시형태에서의 베어링 모듈 (60) 을 볼 수 있다. 베어링 모듈 (60) 은 이 경우 미끄럼 베어링으로서 설계되어 있다. 눈에 띄는 보호 수단 (6) 은 그의 나사 수단 (54) 을 통해 외측링 (8) 에 고정되어 있다.

도 8 에는 도 6 및 도 7 에 따른 보호 수단 (6) 의 상세 부분이 도시되어 있다. 상세한 상기 도면에서는 보호 수단 (6) 의 원통형 기본 바디 (51) 및 고정 수단 (52) 을 잘 알아볼 수 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 이로 인해 전체적으로 보호 수단 (6) 의 매우 콤팩트한 형태가 생기고, 이는 베어링 모듈 (2) 의 조립을 상당히 쉽게 하도록 한다.

도 9 은 제 8 실시형태에서의 베어링 모듈 (70) 을 나타내며, 상기 베어링 모듈은 베어링 부품들로서 외측링 (8), 내측링 (10) 및 케이지 (18) 를 포함하고, 케이지 (18) 는 전동체 (13) 들을 안내하며, 상기 전동체들 중 하나만 도시되어 있다.

케이지 (18) 는 보호 수단 (6) 을 구비한다; 특히 보호 수단 (6) 은 케이지 (18) 의 몸통 (body) 의 표면에 배치되어 있으며, 케이지 (18) 의 몸통의 표면의 특히 금속성 코팅 - 특별히 구리로 만들어짐 - 으로서 형성되어 있다. 이 이외에, 전동체 (13) 들은 전기적으로 비전도성인 재료 - 특별히 세라믹 (ceramics) 으로 만들어짐 - 로 형성되어 있다. 비전도성 전동체 (13) 들은 케이지 (18) 의 몸통의 구리 코팅과 두 베어링 링 (8, 10) 의 몸통의 재료간의 접촉을 저지하며, 따라서 화학적으로 귀한 (noble) 구리가 베어링 링 (8, 10) 들의 화학적으로 덜 귀한 재료, 예컨대 구름 베어링 강철과 전기 전도적으로 연결되어 있으면 접촉부식이 발생될 수 없다. 베어링 모듈 (70) 의 작동 중의 이러한 접촉부식을 저지하기 위해, 케이지 (18) 는 전동체 (13) 들을 이용해 안내되어 있고, 따라서 베어링 링 (8, 10) 들 중 하나와의 또는 림 (rim) 과의 접촉을 피할 수 있다.

전동체 (13) 들은 세라믹 대신 유리 또는 합성수지로도 제조될 수 있다. 마찬가지로, 케이지 (18) 의 몸통의 코팅은 구리 대신 다른 살생물적 재료, 특히 살생물적으로 작용하는 다른 재료, 예컨대 금 또는 청동으로 구성될 수 있다. 코팅은 케이지 (18) 의 몸통을 전부 덮을 수 있거나 또는 부분적으로 형성되어 있을 수 있다; 특히 상기 코팅은, 두 베어링 링 (8, 10) 중 하나를 통해 케이지 (18) 를 안내할 때 이 베어링 링의 재료와 접촉되지 않는 케이지 (18) 의 몸통의 섹션들에 제공될 수 있고, 따라서 케이지 (18) 의 몸통은 이 경우 접촉부식을 저지하며, 전기 전도적으로 형성되어 있는 전동체 (13) 들이 제공되어 있을 수 있다. 특별히, 구리 또는 은과 같은 재료로 만들어진 살생물적으로 작용하는 코팅은 외측링 (8) 의 내부 측면 (71) 또는 내측링 (10) 의 외부 측면 (72) 을 향하는, 케이지 (18) 의 몸통의 표면 섹션들에 제공되어 있을 수 있다.

케이지 (13) 의 몸통의 살생물적으로 작용하는 코팅과 관련하여, 상기 코팅은 합성수지와 같은 재료로 구성될 수도 있으며, 상기 합성수지 안으로, 살생물적으로 작용하는 금속들이 도입되어 있다.

베어링의 내부 챔버를 형성하는 두 베어링 링 (8, 10) 의 두 측면 (71, 72) 에는, 각각의 레이스웨이 (raceway, 73) 의 옆에 부식 방지부 (74) 가 제공되어 있으며, 상기 부식 방지부는 부식, 특별히 두 베어링 (8, 10) 의 화학적으로 고귀하지 않은 재료, 특히 구름 베어링 강철 (steel) 의 공식 (pitting corrosion) 을 저지해야 한다. 부식 방지부 (74) 는 폴리머 래커 (polymer-lacquer) 로 만들어진 부동태 (passive) 부식 방지 코팅 (75) 을 포함하며, 상기 폴리머 래커는 레이스웨이 (73) 에서 먼 내부 측면 (71, 72) 들, 두 전면 (front face), 및 베어링 내부와 관련하여 두 베어링 링 (8, 10) 의 외부 측면을 덮는다.

이 이외에, 부식 방지부 (74) 는 양극 (anodic) 부식 방지부 (76), 특히 강제 전류 양극 (impressed current anode) 을 포함하며, 상기 강제 전류 양극은 레이스웨이 (73) 에 이웃하여, 레이스웨이 (73) 와 부동태 부식 방지 코팅 (75) 사이에 배치되어 있다. 강제 전류 양극의 작용은 양극에 대해 거리가 멀어짐과 함께 지수적으로 (exponentially) 감소하기 때문에, 양극 부식 방지부 (76) 는 부동태 부식 방지 코팅 (75) 보다 레이스웨이 (73) 에 보다 가까이 배치되어 있다. 레이스웨이 (73) 에 대한 양극 부식 방지부 (76), 특히 강제 전류 양극의 공간적인 가까움 때문에 양극은 적은 성능만 요구할 수 있고, 그럼에도 불구하고 레이스웨이 (73) 를 위한 충분한 보호를 제공할 수 있다. 이 이외에, 각각의 내부 측면 (71, 72) 의 레이스웨이 (73) 에 바로 이웃한 섹션 상으로의 양극 부식 방지부, 특히 강제 전류 양극의 집중은 누설 전류의 발생을 저지한다.

부동태 부식 방지 코팅 (75) 은 있을 수 있는 부식에 노출된 베어링 내부의 표면을 레이스웨이 (73) 에 바로 이웃한 영역으로 제한한다. 부동태 부식 방지 코팅 (75) 이 작동 중 전동체 (13) 에 의한 휩쓸림에 의한 매우 강한 기계적 하중에 노출되어 있는 이 영역에서, 부식 방지는 양극 부식 방지부 (76), 특히 강제 전류 양극이 담당하며, 따라서 전체적으로 전체 베어링 내부챔버를 위해 부식이 상당히 저지된다.

도 10 에 도시되어 있는 제 9 실시형태는 도 9 에 도시되어 있는 제 8 실시형태와 약간만 구별되며, 따라서 제 8 실시형태와 제 9 실시형태의 동일한 또는 비교 가능한 부품들은 동일한 참조부호로 표시되어 있다. 이하, 제 9 실시형태와 제 8 실시형태간의 차이를 설명한다.

도 10 에 도시되어 있는 베어링 링 (8, 10) 들은 내부 측면 (71, 72) 들에 단 하나의 양극 부식 방지부 (76) 를 구비하며, 상기 부식 방지부는 희생 전극 (sacrificial electrodes) 을 통해, 두 베어링 링 (8, 10) 의 재료와 관련하여 (주로 전동체 강철) 화학적으로 고귀하지 않은 재료, 예컨대 알루미늄, 마그네슘 또는 아연으로 구성되어 있다. 양극 부식 방지부 (76) 는 삽입체로서 형성되어 있으며, 상기 삽입체는 가능한 한 레이스웨이 (73) 에 가까이 다다른다. 두 베어링 링 (8, 10) 의 전면들 및 두 베어링 링 (8, 10) 의 외부 측면들은 부동태 부식 방지 코팅에 의해 둘러싸여 있으며, 하지만 상기 부동태 부식 방지 코팅은 베어링 내부 안에 다다르지 않는다.

2 : 베어링 모듈 4 : 베어링 부품
5 : 베어링 부품 6 : 보호 수단
8 : 외측링 10 : 내측링
12 : 원주 방향 13 : 전동체
14 : 통과 방향 15 : 개방 슬롯
16 : 레이스 18 : 케이지
22 : 클립인 그루브 24 : 흐름선
30 : 베어링 모듈 32 : 링
36 : 베어링 모듈 38 : 베어링 모듈
40 : 베어링 모듈 42 : 미끄럼면
44 : 슬라이딩 라이닝 50 : 베어링 모듈
51 : 원통형 바디 52 : 고정 수단
54 : 나사 수단 56 : 분리 수단
60 : 베어링 모듈 70 : 베어링 모듈
71 : 내부 측면 72 : 외부 측면
73 : 레이스웨이 74 : 부식 방지부
75 : 부식 방지 코팅 76 : 양극 부식 방지부

Claims

제 1 베어링 부품 (4) 과 제 2 베어링 부품 (5) 을 가진 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70) 로서, 상기 베어링 부품들은 서로 상대적으로 움직일 수 있게 지지되어 있는 베어링 모듈에 있어서,
별도의 보호 수단 (6) 이 제공되어 있으며, 상기 보호 수단은 미량동 작용을 가진 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 재료는 미량동 작용을 가진 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 보호 수단 (6) 은 상기 재료로 제조되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60).
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 베어링 부품 (4, 5) 들은 다수의 전동체 (13) 를 이용해 서로 상대적으로 움직일 수 있게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
제 4 항에 있어서, 케이지 (18) 가 제공되어 있으며, 상기 케이지 안에 전동체 (13) 들이 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 보호 수단 (6) 은 각각의 베어링 부품 (4, 5) 에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 보호 수단 (6) 은 케이지 (18) 에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 보호 수단 (6) 은 고정을 위해 고정 수단 (52) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
제 8 항에 있어서, 고정 수단 (52) 은 나사 수단 (54) 으로서 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 보호 수단 (6) 과 각각의 베어링 부품 (4, 5) 및/또는 케이지 (18) 사이에는 분리 수단 (56) 이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
제 6 항에 있어서, 보호 수단 (6) 은 케이지 (18) 의 몸통의 표면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
제 11 항에 있어서, 보호 수단 (6) 은 케이지 (18) 의 표면의 코팅으로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
제 12 항에 있어서, 보호 수단 (6) 은 특히 구리로 만들어진 금속성 코팅으로서 형성되어 있으며, 전동체 (13) 들은 전기적으로 비전도성인 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 베어링 부품 (4, 5) 들은 원주 방향 (12) 으로 연장되는 외측링 (8) 및 상응하는 내측링 (10) 으로서 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
제 14 항에 있어서, 두 베어링 링 (8, 10) 중 하나에 레이스웨이 (73) 가 제공되어 있으며, 상기 레이스웨이의 옆에 부식 방지부 (74) 가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
제 15 항에 있어서, 부식 방지부 (74) 는 특히 폴리머 래커로 만들어진 층으로서의 부동태 부식 방지 코팅 (75) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 부식 방지부 (74) 는 양극 부식 방지부 (76), 특히 희생 양극 또는 강제 전류 양극을 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60).
제 16 및 제 17 항에 있어서, 양극 부식 방지부 (76) 는 레이스웨이 (73) 의 바로 근처에 제공되어 있으며, 부동태 부식 방지 코팅 (75) 은 레이스웨이 (73) 로부터 보다 큰 간격을 두고 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 보호 수단 (6) 은 링 모양으로 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 모듈 (2, 30, 36, 38, 40, 50, 60, 70).