KR0156029B1 - 마찰방지 베어링 - Google Patents

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KR0156029B1
KR0156029B1 KR1019940704083A KR19940704083A KR0156029B1 KR 0156029 B1 KR0156029 B1 KR 0156029B1 KR 1019940704083 A KR1019940704083 A KR 1019940704083A KR 19940704083 A KR19940704083 A KR 19940704083A KR 0156029 B1 KR0156029 B1 KR 0156029B1
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퓌팅 핑슈텐
바마크 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 외부 윤활공급 시스템을 갖춘 마찰방지 베어링에 관한 것으로서, 이 시스템은 윤활덕트를 가지며, 이 덕트는 베어링의 내부링 또는 외부링을 통해 뻗으며, 베어링의 구름요소의 바로 근처에서 종결된다.

Description

마찰방지 베어링
제1도는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 도면.
제2도는 제1도의 실시예의 축방향 평면도.
제3도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면.
제4도는 윤활유 공급을 제어하는 제어회로내에 있는 복수의 마찰방지 베어링을 포함하는 실시예를 도시하는 도면.
제5도는 폐쇄회로 공급시스템에 포함된 본 발명의 실시예를 도시하는 도면.
제6도는 계량펌프의 가능한 실시예를 도시하는 도면.
제7도는 계량펌프의 다른 실시예를 도시하는 도면.
제8도는 계량밸브를 갖춘 본 발명의 실시예를 도시하는 도면.
제8a도는 제5도의 폐쇄회로 공급시스템을 갖춘 제8도에 따른 실시예를 도시하는 도면.
제9도는 계량밸브와 용기를 갖춘 본 발명의 실시예를 도시하는 도면.
제10도는 압출, 연신, 권취의 공정을 갖춘 필라멘트실의 방적시스템의 개략도.
제11도는 횡축력에도 불구하고 레이스내에서 무부하영역을 가지는 3개의 마찰방지 베어링을 도시하는 도면, 그리고
제12도는 축선상으로 가압된 축베어링 지지를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 마찰방지 베어링 2 : 윤활유 공급장치
3 : 덕트 4 : 윤활유 공급라인
5 : 구름요소 6i : 구름요소의 내측 레이스
6a : 구름요소의 외측 레이스 7 : 윤활유 홈
8 : 제 1 홈 9 : 제 2 홈
10 : 베어링 좌대 11 : 작용력
12 : 부하영역 13 : 윤활펌프
14 : 압력용기 15 : 계량장치, 계량밸브, 계량펌프
16 : 밀봉 와셔 20 : 외측 베어링 링
21 : 내측 베어링 링 22 : 케이지 (cage)
23 : 출구 끝부 24 : 환형 시일, 밀봉링
25 : 환형시일, 밀봉링 26 : 무부하영역
27 : 압력계기 28 : 제어장치
29 : 개방시간의 지속성을 조절하는 장치
30 : 개방시간의 시작을 조절하는 장치
31 : 전자석 32 : 역지밸브
33 : 윤활유 34 : 압력 이송라인
36 : 전환장치 37 : 하부한계값
38 : 상부한계값 39-41 : 탭라인 (tap line)
45 : 고데트 (godet) 46 : 맨드릴(mandrel)
47 : 탱크 48 : 폐쇄회로 공급라인
49 : 스로틀 50 : 역지밸브, 복귀흐름
52 : 압력 릴리프밸브 53 : 역지밸브, 전진흐름
54 : 압력 모니터, 압력 스위치 55 : 플로트 스위치
56 : 역지밸브 57 : 하우징부
58 : 실린더 59 : 레디얼 보어
60 : 폐쇄부 61 : 부분
62 : 수집채널 63 : 라인
64 : 플러그 커플링 65 : 드라이브
66 : 펌프위치 67 : 가이드웨이, 슬라이드웨이
68 : 피스톤 69 : 스파이럴 스프링
70 : 밸브좌대 71 : 출구챔버
73 : 홈 74 : 헤드
75 : 스파이럴 스프링 77 : 플러딩 (flooding) 채널
78 : 오버플로 채널 80 : 기계 제어
81 : 이음부 82 : 중앙제어유닛
83 : 측정라인 84 : 측정센서
85 : 제어라인 86 : 이송라인
87 : 제어끝표면, 피스톤의 끝표면 88 : 제어에지, 침투곡선
89 : 로터, 플런저 90 : 링코일
91 : 회전자 챔버 92 : 가이드 보어
93 : 가이드 보어 94 : 가이드 친
95 : 구동 플런저 96 : 오프셋 하우징부
97 : 클램핑 커버 101 : 필라멘트 실
102 : 이송호퍼 103 : 압출기
104 : 모터 105 : 가열 시스템
106 : 용융라인 107 : 압력센서
109 : 기어펌프 110 : 스핀 박스
111 : 방사구 112 : 필라멘트 시이트
113 : 스핀마감 롤 117 : 가이드롤
118 : 고데트 모터 120 : 가이드롤
121 : 연신롤모터 122 : 주파수변환기
123 : 주파수변환기 124 : 주파수발생기
125 : 아펙스사 가이드 126 : 트래버스 트라이앵글
127 : 실 트래버스 기구 128 : 접촉롤
129 : 접촉롤의 축 130 : 삽입구
131 : 펄스 발생기 133 : 실 팩키지
134 : 권취 스핀들 135 : 튜브
136 : 스핀들 모터 137 : 스핀들 제어
138 : 삽입물 139 : 펄스발생기
150 : 환형 구름영역 151 : 비접촉영역, 무부하영역
본 발명은 베어링 링중의 하나에 윤활유 공급덕트가 구비되는 윤활유 공급시스템을 가지는 마찰방지 베어링에 관한 것이다. 이러한 타입의 마찰방지 베어링은 전문출판사 에닝엔의 만프레드 베크 외 다수인 (Manfred Weck et al)에 의한 고속-재료가공용 스핀들 베어링 시스템의 제조로 개시되어 있다.
이 마찰방지 베어링에 있어서, 플러싱(flushing)에 의한 마찰방지 베어링의 세척은 윤활유 공급과 함께 발생한다. 그 결과, 항상 필요이상의 윤활유가 마찰방지 베어링내로 들어간다. 따라서 넘친 윤활유를 배출하고 제거하는 것이 필수적이다. 또한, 튀김(splash)에 따른 에너지 손실을 보상하기 위해 추가적인 작동에너지가 필수적으로 가해져야 하며, 또한 베어링의 추가된 가열은 튀김작용의 결과로 윤활유의 손실도 발생시킨다.
EP 350 734에는 마찰방지 베어링에 윤활유를 공급하는 장치를 개시한다. 이 마찰방지 베어링에는, 윤활유는 도관 또는 노즐을 통하여 공급되고, 공기흐름과 혼합된 윤활제는 이것을 통하여 베어링내로 불어 들어간다.
이 실예의 단점은 윤활점에 윤활유의 공급이 되지 않고, 주위가 윤활유에 의해 오염된다. 또한 이러한 타입의 구성은 실제 윤활점에 요구되는 윤활유를 제외시키기 때문에 상대적으로 높은 윤활유의 소비를 야기시키며, 주위내로 불려진 윤활유의 손실을 고려하는 것이 필수적이다.
상대적으로 높은 점성의 윤활유를 선택할 경우 이들 손실이 상대적으로 줄어들긴 하지만, 완전히 피할 수는 없다. 한편, 특정적용을 위한 고점성 윤활유는 특히 원사용 고데트에 요구되는 고속이며 무저항으로 회전하는 베어링의 용이한 운동을 간섭한다. 특히 고데트의 경우에 있어서, 오일찌꺼기에 의한 주변의 오염은 상당히 중요한데, 왜냐하면, 생산물이 더러워지는 것을 방지하는 것이 필수적이기 때문이다.
또한 영구적으로 채워지거나 윤활을 갖춘 마찰방지 베어링이 알려져 있으며, 이러한 베어링은 구름요소의 양쪽에 정열된 와셔에 의해 밀봉적으로 밀봉된다.
이러한 영구윤활에 있어서 필수적인 것은 마찰방지 베어링의 장기간의 밀봉을 보증하기 위하여 풀 같거나 고점성의 윤활유가 요구된다. 그러나 이번에는 윤활유의 점성은 베어링의 온도에 따라서 크게 좌우된다는 단점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 마찰방지 베어링에 윤활유의 공급을 한층 발전시켜, 마찰방지 베어링의 윤활유 손실이 없고 효과적인 저윤활유 공정을 확보하는 것이다.
이러한 목적은 내·외측 베어링 링과 내측 베어링 링상에 형성된 내측 레이스 및 외측 베어링상에 형성된 외측 레이스, 그리고 레이스 사이에 형성된 복수의 구름요소로 구성되는 마찰방지 베어링의 제공으로 달성된다.
공지의 모든 기술에 반해, 본 발명에 따른 마찰방지의 구성은 마찰방지 베어링이 최소한 그리고 가장 적합한 윤활유의 양으로 작동할 수 있게 된다. 마찰방지 베어링의 수명을 위한 이러한 두가지 요소의 조화는 가장 적은 양의 윤활유에도 불구하고 수명의 연장과 주변에 최소의 하중을 주도록 유도될 수 있다.
또한 본 발명은 윤활유가 구름요소의 영역내로 직접 그리고 독점적으로 공급될 수 있는 장점이 있다. 따라서 마찰방지 베어링의 순간적인 필요에 대해서만 공급되는 윤활유의 양을 조절할 필요가 있다. 공급되는 윤활유의 전체양이 구름요소의 영역내에서 독점적으로 공급되어 사용되기 때문에 윤활유는 조절된 적은 양으로 단속적으로 공급될 수도 있다.
본 경우에 있어서는, 윤활유는 공기와 혼합되지 않은 완벽한 형태, 즉 고체, 겔 도는 액상으로 공급될 수 있다. 구름요소의 영역내로의 윤활유의 직접적인 공급은 구름 요소의 레이스상에 불순물이 끼지 않도록 하고, 구름요소와 이들 레이스 사이에 얇은 윤활막을 형성한다.
이러한 마찰방지 베어링에 요구되는 소량의 윤활유에 기초하여, 베어링 링중의 하나에 있어서의 하나의 덕트로도 필요한 양의 윤활유를 공급하기에 충분하다는 사실로부터 진행하는 것이 바람직하다. 그러나 수개의 덕트가 마찰방지 베어링의 단일 축선평면 또는 원주방향으로 연이어서 정열되어 채용될 수 있다.
계량되는 윤활유의 양이 매우 작은 것이 필수적 임으로, 특히 섬유기계상의 빠르게 회전하는 고데트의 작은 마찰방지 베어링에 제공될 때는, 덕트의 직경은 매우 작아질 수 있는데, 즉 밀리미터 범위 또는 그 이하(예를 들면 0.5mm)로 될 경우도 있다.
특정한 설치에 좌우되어 덕트는 베어링의 내측링 또는 외측링에 배치될 수도 있다. 게다가, 베어링의 내측링 또는 외측링은 기계요소에 의해 형성될 수도 잇다.
윤활유 공급라인을 간단히 연결할 수 있는 장점이 있으므로 덕트는 고정 베어링 링내에 위치되는 것이 바람직하다.
윤활효과를 최적화하기 위해, 윤활유상에 미치는 원심력을 고려하여야만 한다. 결과적으로 윤활유는 내측링에 공급할 필요가 있는 경우도 있다.
그러나 종종 덕트를 회전 베어링 링내에 설치하는 것도 가능하다. 이 경우, 윤활 공급라인을 메싱채널(meshing channel) 또는 회전유체 커플링을 경유하여 덕트에 연결하는 것이 필수적이다.
이러한 특징으로, 본 발명은 윤활유를 가능한 가장 짧은 길을 따라 구름 요소의 레이스에 공급할 수 있다. 따라서, 이러한 특징은 윤활유가 필요한 곳에 직접 윤활유를 공급할 수 있다.
또한 바람직하게는 윤활덕트는 감소된 하중을 수용하는 베어링 표면의 영역에 위치되어 조립되어 감소된 표면압력의 원주영역내에서 제거할 수 있도록 한다. 각각의 경우에, 구름요소는 덕트내로 떨어지는 것이 방지되어 부드러운 회전이 실현된다. 결과적으로 부드러운 회전은 덕트에 의해 방해받지 않는다. 따라서 베어링에서 주기적으로 발생하는 진동은, 구름요소가 레이스내에서 거의 균일하게 그리고 진도없이 이동되게 하며, 또 주기적으로 발생되는 베어링의 진동에 의해 구름요소 표면 및 이들의 레이스에 대한 손상을 더 방지 하도록 피하게 된다.
마찬가지로 시간이 경과함에 따라 마찰방지 베어링은 구름운동에 의해 덕트를 폐쇄하는 것을 피하게 된다.
베어링상의 감소된 부하의 영역은 마찰방지 베어링내에서 구름요소의 레이스의 특별한 구조에 의해 생성될 수 있다. 여기에서, 구름요소의 레이스는 구름요소가 2개의 환형이며, 이격된 영역내에서 주로 지지되도록 설계된다. 이들 지지영역 사이에 위치된 것은 단위 면적당의 압력이 보다 작은 환형영역으로 단일덕트 또는 복수의 덕트 들이 배열될 수 있다. 그러나 구성의 형식에 관계없이, 감소된 부하의 영역은 베어링의 횡력으로부터 떨어져 멀어져서 대면하는 쪽에서 각각의 마찰방지 베어링내에서 나타난다. 베어링상에서 작용하는 횡력은 축의 축선에 횡으로 향해지는 외부력으로서, 이것은 외부하중 베어링의 다른 횡력과 함께 축이 균형을 유지하도록 한다. 베어링의 외부하중과 횡력은 축상에서 발생하며, 축선평면상에 있다. 또한 이 축선평면에 위치된 것은 덕트로서 소위, 베어링의 횡력으로부터 떨어져 대면하는 쪽이다.
한 실시예에서, 덕트는 덕트와 연통하고 동일수직평면으로 뻗는 홈을 경유하여 외부로부터 윤활유가 공급된다. 이 실시예에서, 장착될 때 대응 베어링 링의 원주부는 중요치 않은데 윤활유홈이 환형홈으로 만들어지고, 이 홈은 적어도 베어링 시트의 부분적인 원주에 걸쳐 뻗으며, 따라서 장착시 모든 원주방향으로의 위치내에서 윤활유 공급라인과 연결되어 있기 때문이다.
특히 고압의 윤활유에 대해서는, 윤활홈의 영역내에 불침투성 환형공간을 형성하도록 윤활홈의 양쪽측면에 환형시일을 설치하는 것이 적절한 경우도 있으며, 이 윤활홈은 윤활유가 덕트를 통해 마찰방지 베어링내로 공급하기 위해서만 열린다.
환형시일은 베어링 링 또는 하우징내에 형성된 환형링홈내에 배열될 수도 있거나, 베어링 링용 축의 측면상의 베어링 시트내에 또는 이들 2개의 가능성을 결합한 위치에서도 배열될 경우도 있다.
덕트는 윤활펌프의 압력측에 바람직하게 연결되고, 이것은 윤활유를 적당히 조절된 압력하에 공급하는 역할을 한다. 이러한 사실에서, 시간상으로 볼 때, 항상 일정한 윤활유의 양이 공급된다.
압력하에서 유지되는 윤활유 탱크와 덕트를 연결함으로써 이러한 장점을 실현할 수 있다. 여기에서, 윤활유의 낮은 소비로 인해 가끔씩 압력용기를 가입하는 것만으로도 충분할 것이다. 예를 들어 윤활유를 밖으로 가압하는 피스톤상에 작용하는 압축스프링을 가압함으로써 충분하다. 이러는 동안, 즉 용기내의 압력이 서서히 떨어지는 동안, 압력강하는 일어난다. 따라서 압력용기는 소정의 압력범위에서 작동할 필요가 없고, 단일 압력값으로 일정하게 조절될 필요가 있다.
이하의 개발은 윤활점이 다위치 섬유기계상에 존재할 때 이들 점에 윤활시키는데 특히 유리하다. 그러나 최적량으로 작동하기 때문에, 압력하에서 계량장치를 경유하여 윤활유의 원천으로부터 윤활유가 공급되는 것이 바람직하다. 계량장치는 여러가지 타입이 사용될 수 있으며, 예를 들어 체적양을 계량하는 장치를 포함한다. 후자가 사용될 때 소정된 작은 체적양은 첫째로 모여서 이동된다. 여기에서 이동은 시간간격으로 발생하는데, 즉 계량된 양을 결정하는 주파수를 발생시킨다. 매시간 이동되는 체적은 항상 일정하다. 그러나 계량기구는 유동제한 타입, 예를들어 소정의 시간간격으로 그리고 소정의 주기에 대해 개폐되는 자석밸브일 수도 있다. 여기에서, 계량된 양은 한편으로 개방시간에 의해 결정될 수 있고, 다른 한편으로 밸브의 스로틀 단면에 의해서도 결정될 수 있다.
본 발명은 윤활유의 매우 낮은 소비에 기초한다. 이것은 마찰방지 베어링의 윤활에 불필요한 채움을 피하며, 동시에 이것은 스플래싱 즉 유체마찰에서 기인하는 에너지 손실에 의한 손실을 회피하고, 특히 높은 회전으로 인한 고온유발을 회피한다. 저 윤활유의 소비로 인하여, 구름요소용 레이스의 양쪽에 밀봉디스크를 배열하는 것이 가능하다.
기본적으로 본 발명은 매우 낮은 윤활유 소비로부터 진행하기 때문에, 구름요소 레이스의 양쪽에 배열된 밀봉디스크는 장점을 가지고 있다. 이러한 특징은 특히 예를들어 고온의 베어링에서 유발되는 윤활유의 제어되지 않은 기포를 방지한다. 특정방향으로의 밀봉디스크의 뻗침은 약간 기밀되어, 베어링의 과도한 채움을 방지하는 한편, 다른 한편으로는 불순물방지 밀봉을 구현한다.
그러나, 마찰방지 베어링의 과도한 충전은 어떠한 경우라도 피해야 하며, 베어링 온도의 고온을 수반하는 고속회전에서의 스플래싱에 의한 추가적인 손실을 방지하도록 한다.
본 발명의 마찰방지 베어링은 복수의 진행개소를 포함하는 섬유기계상의 회전 고데트를 지지하기 위하여 적당한데, 왜냐하면 이것은 긴 수명의 고속 마찰방지 베어링을 사용하는 동시에 주위 오염을 방지해야 하며 즉, 오일에 의해서 생산물이 더러워지는 것을 방지해야 하기 때문이다.
그 결과 특별한 중요성이 본 발명의 특징에 부여되고, 그리고 여기에서 간헐적으로 마찰방지 베어링에 제공되는 윤활유의 양은 제어유닛에서 결정되며, 여기에는 소정된 작동변수에 의해 확립된 기본계량기구가 베어링에서 계속적으로 얻어지는 상태의 데이타 또는 작동 데이타의 함수로서 수정되어진다.
이러한 방법은 상술한 EP 350 734에 개시되어 있으나, 이 작동방법은 손실이 매우 크다. 윤활유가 이송 공기흐름에 매우 정확하게 계량된 양으로 공급되어 마찰방지 베어링내로 공급될지라도, 매우 정확히 계량된 윤활유의 부분은 다시 공기흐름에 의해 흘러나온다. 따라서 필요한 윤활유의 양보다 많이 공급되는 것이 필수적이다.
오직 변수의 측정과 구름요소 레이스의 영역으로의 직접적인 윤활유의 공급의 조합의 결과만이 계량된 윤활유 양과 윤활용 베어링의 특정 윤활유 필요량 사이의 조화를 기대할 수 있다.
따라서 이러한 조합은 오일에 의한 오염의 회피가 필수적인 예를 들어 고데트지지용 섬유기계의 구성에 사용하는 것이 특히 적합하다.
본 발명의 적합한 실시예에 따르면, 윤활유는 증가된 압력하에 개개의 마찰방지 베어링에 전달되어, 계량된 양으로 매우 콤팩트한 형태 (액체 또는 겔) 로 찌꺼기없이 공급된다. 이것은 다중위치 섬유기계의 유지보수 기간의 발전적인 연장의 가능성을 제공한다. 이 경우에, 이러한 섬유기계는 각각이 어느 정도의 마모가 있는 복수의 베어링지점으로 구성되어 있다는 것은 주목할만하다.
회전적으로 지지된 기계요소, 예를 들어 고데트 권취헤드와 같은 것은 실의 전진방향을 따라 배열되어, 실이 팩키지에 감길 때까지 실에 접촉된다. 그 결과, 마찰방지 베어링중 하나가 고장일 때는 전체기계 또는 최소 하나의 공정개소가 멈추어야 한다는 문제가 발생한다.
따라서, 각각의 경우, 베어링의 최소수명은 섬유기계가 연속적으로 작동하는 동안의 작동국면의 기간을 결정한다. 마찰방지 베어링중의 하나가 고장났을때 모든 마찰방지 베어링은 안전을 이유로 교환되기 때문에, 섬유기계의 경우에 어려운 작업상황하에 있을 지라도 베어링의 수명을 연장하는 것은 매우 중요하다.
본 발명은 일정하고 알맞은 작동상태가 모든 마찰방지 베어링에 구비되기 때문에, 베어링의 수명의 증가가 가능하고 최소한 실제적으로 베어링 하중을 고려하지 않아도 된다. 이것은 복수의 베어링 위치에도 불구하고, 실제 윤활요구에 맞게 개개의 윤활유의 공급을 조절하는 것이 각각의 마찰방지 베어링에 이루어진다. 다시 말하면, 기본적인 조절의 일정한 수정이 개개의 베어링 각각에서 이루어진다. 기본적인 계량은 제조자의 의도대로 미리 결정되어 있다. 이것은 실험적인 값에서 기인해서, 개개의 베어링지점의 상태의 데이타에 의해 수정될 수 있다. 이들 사이에는 특별한 요소가 있다. 상태의 데이타가 예를 들어, 제어유닛로 입력되어 내장된 기본계량의 데이타와 비교된다. 기본적인 계량은 최적 작동상태에 해당하며, 기본계량과 상태데이타의 비교가 각각의 베어링의 윤활유의 적정량의 범위내에서 실제적으로 이상적인 윤활유의 공급을 실현시킬 수 있도록 한다.
개개의 윤활유의 양을 확립하기 위한 필수조건은 각각의 베어링에서 얻어진 각각의 상태의 데이터이다. 이러한 목적으로, 베어링 요소로부터 실제 신호값을 발생하는 것이 가능하며, 이것은 제어유닛내로 입력되어진다. 또한 각각의 베어링상에 발생하는 축의 속도로부터 실제값의 신호를 발생시키는 것이 가능하며, 중앙제어유닛로 입력되어진다. 실제값 신호입력으로부터 계산된 것은 각각의 순간에 있어서의 최적 윤활유 요구량으로 이것은 각각의 베어링에 공급되어진다.
보다 큰 베어링을 모니터링할 목적으로 각각의 베어링의 원주방향으로 산재된 두 개 이상의 측정지점을 유리한 방법으로 제공하는 것도 가능하며, 측정된 값으로부터 결정되어진 평균값을 중앙제어유닛에 전달하는 것도 가능하다.
하지만, 성능 그래프를 결정함으로써 윤활유의 계량을 제어하기 위한 특정 작동변수를 얻는 것도 가능하다. 그러나, 이러한 성능 그래프는 하나의 장착된 상황에만 적용할 수 있다. 왜냐하면 각각의 회전속도, 발열온도, 베어링 배열 등과 같은 모든 변수를 개별적으로 확인하고, 계량된 윤활유의 양과 함수적으로 상호 연관시키는 것이 필요하기 때문이다. 특히, 섬유기계에 있어서, 온도는 복수의 영향요소를 가지는 것으로 알려져 있다.
이들 영향요소는 마찰에 의해 베어링 온도를 발생시키는 영향요소에 직접적으로 그리고 필수적으로 관계하는 것은 아니다. 섬유기계에 있어서, 베어링 온도는 기계요소(고데트)의 작동상태뿐만 아니라, 작동길이 및 베어링의 마모상태에 따라서도 왜곡된다.
천천히 회전하는 가열된 고데트는 빨리 회전하는 고데트보다 높은 베어링 온도를 가지는 것으로 알려져 있다. 이 사실에서, 단지 베어링 온도만을 측정함으로써 윤활유의 계량의 제어/조절이 확실히 진행되게 할 수 없다는 것은 명백하다.
또한 베어링 온도와 윤활유 사이의 관계가 변화하는 것을 고려해 넣어야 한다. 이것은 특히 마모가 베어링 온도에 별개로 영향을 미친다는 이유에 대해서 적용한다.
이것은 베어링의 윤활이 윤활유의 필요에 맞추어지는 작동변수를 찾는 문제를 더 발생시킨다. 작동변수나 상태의 변수라는 용어는 베어링의 실제상태를 설명하는 물리적인 값으로 이해하면 된다.
본 발명의 1 실시예에 있어서, 윤활유의 계량된 양을 결정하기 위하여 마찰방지 베어링상에서 모니터되는 상태는 베어링의 진동을 포함하는데, 이것은 베어링 온도와 전반적으로 독립적이다. 베어링 진동의 결정인자는 작동변수 또는 상태의 변수로 인식되는 데 이것은 마찰방지 베어링에서의 윤활상태를 나타낸다. 따라서 베어링의 실제상태는 온도- 독립변수로 결정된다.
베어링 온도의 진행을 위하여 조립에 적합한 성능 그래프를 지키면서 용이하게 결정 가능한 작동변수는 계량된 양으로 윤활유의 공급을 제어하기 위하여 이용될 수 있다는 장점이 있다.
또다른 장점으로는 진동상태가 베어링의 윤활을 명확히 나타내고, 마모의 결과로 추가로 필요한 양을 결정한다. 윤활유의 어떠한 상태가 어떠한 정도로 진동을 야기시키는지는 새로운 베어링에서 관찰된다.
특히, 진폭을 평가하는 것이 가능하다는 점에서 유용한 평가이다. 따라서, 예를들면 진폭피크는 상부한계가 진폭을 위해 세워지는 점에서 확인되고, 이 상부한계는 상부한계의 초과, 초과의 기간, 한계값이 초과하는 동안의 베어링 진동의 수, 또는 한계값을 초과하는 반복성을 결정한다.
그러나 이것은 윤활유 요구량과 베어링 마모가 가시적으로 결정될 수 있다는 것을 나타내는 것으로, 특히 진동의 어떠한 주파수 범위가 예를 들어, 푸리에 분석(Fourier analysis)에 의해 결정되고, 이들의 발생 또는 이들의 발생주파수가 확인될 수 있다는 점이다. 특히 주목되는 진동범위는 200kHz와 500kHz 사이에 있다. 마찬가지로, 본 발명의 실시예는 각각의 마찰방지 베어링에 대하여 어떠한 진동현상을 측정하는 것을 허용한다.
진동현상을 결정하기 위해, 진동센서가 마찰방지 베어링의 고정부에 장착되며, 이것의 윤활은 계량될 수 있다.
여기에서 발생하는 베어링 진동 또는 요동은 연속적으로 또는 어떤 시간간격으로 모니터링된다. 베어링 하중, 회전속도, 베어링의 상태에 따라 시간의 시간간격은 허용가능하다. 그리고 발생진동은 분석된다. 분석의 간단한 방법은 어떠한 허용한계가 소정되고, 그런 다음 진동폭이 허용범위에 남는지를 결정하는 것으로 구성된다. 이 경우에 있어서, 이 범위내에서 베어링 진동이 허락되는 허용범위가 확립된다. 진동폭이 허용범위를 벗어날 때, 이것은 건조작동이 시작되기 바로 직전으로서, 재윤활이 필요하게 된다. 베어링 진동의 폭과 소정 허용한계의 초과가 개개의 윤활 필요성 및/또는 마모에 대해 알맞고 정확한 지시인지를 확인하기 위해서는 각각의 적용범위내에서 베어링의 수명곡선을 테스트함으로써 미리 확인하는 것이 권장된다.
진폭분석이 어떤 주파수 범위의 진동에 적용될 때 확실한 지시는 진폭분석으로부터 얻어질 수 있다. 마찰방지 베어링이 견딜 수 있는 범위내에서 일어나는 진동은 다른 주파수 범위의 진동의 겹침을 나타낸다. 복수의 이들 주파수 범위는 윤활 및/또는 마모의 상태를 나타내는 것은 아니다. 예를 들어, 표준에 대하여, 200kHz에서 500kHz 주파수 범위내의 진동은 전형적인 것으로 알려져 있다. 이러한 이유로, 지시되어 알려진 이들 주파수 범위의 외측의 진동은 바람직하게 필터링된다. 진폭분석은 그리고 임계주파수범위, 즉 예를 들어 200kHz에서 500kHz 사이의 진동에서만 수행된다. 어떠한 주파수의 진동범위에만 관계된 진폭분석에 있어서, 의도된 주파수 범위를 초과하는 진폭피크는 또한 윤활 및 마모의 상태를 지시하지 않는 이러한 진동주파수의 겹침에 근거가 되는 것을 배제할 수 없지만, 이 방법은 실제 필요한 윤활유의 양에 윤활유의 양을 매우 정확하게 적용할 가능성을 제공한다.
또한, 윤활유 공급을 보다 정확히 할 수 있다는 것을 나타낸다. 이를 위해, 결정된 진동은 분석된다(푸리에 분석). 어떠한 주파수 범위의 진동이 만족스럽게 윤활된 베어링에서는 발생하지 않는다는 것이 나타났고, 만족스럽게 윤활된 베어링은 어떠한 심각한 마모도 존재하지 않는다는 것이 가정된다. 어떠한 경우라도, 이 주파수 범위의 진동의 진폭높이는 소정된 범위를 넘지 않는다. 이들 진동이 발생할 경우, 계량된 매우 소량의 윤활유가 마찰방지 베어링에 제공된다. 이들 주파수 범위의 진동은 다시 사라진다는 것이 베어링 진동의 모니터링 결과 나타났다. 마모로 인하여 두개의 연속적인 진동상태(진폭피크, 주파수범위) 사이에서 시간간격이 감소한다면, 마모의 범위에 대한 결론을 도출하는 것이 가능하다. 한편, 진동의 특정상태가 결정된 계량 간격내로 돌아갈 때, 마모가 적어질 것이라는 예상은 가능하다. 이 경우, 따라서 계량간격을 감소시키는 것이 필요하다. 결과적으로, 계량간격의 각각의 길이는 실제 마모를 방지할 수 있어 이러한 기계의 유지보수간격을 확실히 예측할 수 있게 된다.
결과적으로, 마모에 매우 민감한 베어링 윤활에 적용할 수 있을 뿐 아니라, 마모의 상태에 대하여 확실한 상태로 만들 수 있다. 따라서, 우선 윤활유 요구량 및 마모에 좌우되는 윤활유의 계량이 이루어진다.
고려해야할 작동매개 변수는 특히 선택된 주파수 범위의 베어링 진동 및/또는 선택된 진폭높이를 가지는 베어링 진동을 포함하며, 적어도 2개의 연속적, 특징적인 베어링진동 또는 진폭 사이에서 시간간격을 측정하는 것이 가능하다. 다음으로 이것은 계량간격을 결정하는 것을 허락한다. 또한 이하와 같이 더 진보된 것이 구현된다. 계량간격의 길이로 부터, 소위 짧아진 계량 간격을 결정할 수 있고, 이 길이는 특징적인 진동현상의 연속적인 발생 사이에서 측정된 시간간격보다 어느 정도 짧아진다.
본 발명 전개의 필수적인 양상은 건조작용으로 인한 마찰방지 베어링내에서 특징적인 진동현상의 발생과 그리고 조절되고/ 제어된 윤활유의 연속계량을 위한 제어회로내로 얻어진 시간간격의 포함의 조합에 기초한다.
기본적으로, 연속계량이 매우 빨리 진행될 수 있고, 계량된 윤활유의 매우 빠른 분배가 구름요소의 레이스내로 들어간다고 가정할 수 있기 때문에 윤활유의 연속계량의 시간간격은 윤활유의 계량된 공급의 진행이후 특징적인 진동현상이 다시 탐지되는 시간 간격에 해당한다.
언급할 사실은 이 방법이 여기에서 기재된 마찰방지 베어링 구조 뿐만 아니라, 윤활제의 제어된 공급이 발생하는 마찰방지 베어링에도 고려될 수 있으며, 여기에서 윤활유는 소정된 작동변수의 진행이 함수로서 계량된 양으로 공급된다는 것이다. 이를 위해, 마찰방지 베어링에 의해 발생되는 진동은 수렴하며, 작동매개 변수는 윤활유 부족의 특징인 진동현상으로 부터 결정된다. 따라서, 예를 들어 오일분무의 형태로 윤활유의 이송에 의해 윤활유의 공급을 계량가능하게 된 것이 예를 들어 EP 350 734 및 EP26 488 에 개시되어 있다.
바람직한 것은 개개의 베어링에 가스 또는 액체의 형태로 윤활유를 증가된 압력하에서 공급하는 것이다. 이를 위해, 알맞은 보어, 필요하면 여러개의 보어가 각각의 베어링에 바람직하게는 최소하중을 받는 베어링의 위치에 제공될 수 있다. 베어링 링의 외측에 제공하는 것이 유용하며, 그러나 더 좋게는 베어링의 외부링을 수용하는 하우징 보어내에 환형채널을, 윤활유가 베어링내로 들어가는 윤활유 공급부에 연결하는 것이다.
개개의 베어링을 위하여 예정된 윤활유의 측정 및 송달 (계량) 은 다른 방법으로 발생할 수 있다. 따라서, 각각의 베어링은 자체의 펌프, 예를 들어 다중펌프의 세그먼트와 합체될 수 있다(그러나 이것의 세그먼트는 전달되는 양에 대하여 개별적으로 제어되는 것이 필요하다).
피스톤식 펌프가 특히 적합한 것으로 나타났다. 그러나, 윤활유는 밸브에 의해 특히 자석밸브에 의해 제어되어 때때로 펌프에 의해 충전되는 압력오일탱크로부터 국소적으로 공급될 수 있다.
특히 이 경우에, 각각의 펄스간격을 바꿈으로써 개구신호 사이에서 정규시간 간격을 유지하거나, 순간적으로 요구되는 윤활유의 양에 적용되는 개구신호 사이에서 시간간격을 변화시켜 같은 펄스간격을 유지하면서, 베어링에 각각 공급되는 윤활유의 양을 제어하는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 매우 작은 양의 윤활유가 요구된다. 따라서, 마찰방지 베어링에 윤활유를 제어하여 공급하는 경우와, 제어되지 않은 윤활유를 공급하는 경우 (예를 들어, 고정된 소정주기로 윤활유를 공급하는 경우) 두가지 모두에서 윤활유의 노화, 침전, 수지화, 가수분해의 문제가 발생한다.
상기 문제는 윤활유용 폐쇄회로 공급라인을 제공함으로써 경감될 수 있는데, 이 라인은 탱크를 갖춘 윤활유 펌프와, 역지밸브와 같이 탱크의 압력을 증가시키기 위한 압력증가장치와 연결된다. 또한 펌프와 역지밸브 사이에는 탭라인과 각각의 베어링과 합쳐진 계량장치가 있다.
본 발명의 또다른 장점은 폐쇄회로 공급시스템은 일정하게 플러싱되는 주요라인을 나타내며, 여기에서는 윤활유가 공기에 대해 밀봉을 유지함으로써, 이에 의해 윤활유의 인위적인 노화를 방지한다.
다른 한편, 얼마의 윤활유는 항상 순환한다. 폐쇄회로 공급시스템내의 일정한 윤활유의 순환은 대략 연속적으로, 자동공기배출을 허용하며, 또한 각각의 베어링에 매우 정확히 계량되고, 가장 적은 양의 윤활유를 공급하는 것을 허용한다.
스로틀은 역지밸브의 상류의 폐쇄회로 공급라인에 위치될 수 있다. 스프링에 저항하여 탱크를 향해 개방하는 연속 역지밸브와 스로틀의 조합은 주요라인의 일정한 플러싱에도 불구하고, 이하에 회로 다이아그램을 참조하여 상세히 설명될 것이지만, 계량펌프 또는 계량밸브와 합쳐진 복수의 마찰방지 베어링을 제공하기 위해, 적당한 압력이 항상 존재하도록 한다.
만약, 연속 역지밸브 대신에, 시간제어 멈춤밸브를 압력을 증가시키기 위한 장치로 사용한다면, 길이 및 직경, 스로틀의 규격, 그리고 온도에 상관없이 폐쇄회로 공급시스템의 플러싱을 실현시킬 수 있다.
폐쇄회로 공급라인은 공급라인의 전방흐름부내에 위치되는 압력용기와 연결될 수 있다. 이러한 구조는 윤활유가 비압축성 매체라는 사실을 고려해서, 대응 주파수의 제거에서, 저장된 압력이 상대적으로 빨리 감소되도록 한다. 만약 폐쇄회로 공급시스템에 추가적인 압력용기를 구비한다면, 폐쇄회로 공급부내의 압력은 일정하게 될 수 있다. 압력맥동은 펌프로 오일을 공급하거나 계량장치로 오일을 제거함으로써 발생하지 않는다. 또한 압력펌프로 수시로 윤활유를 공급할 수 있고, 또한 윤활유 제거사이클 동안에 소정범위내에 있도록 하는 방식으로 압력을 유지할 수 있다. 이를 위해, 압력용기는 압력하에 오일을 유지시킬 필요가 있다. 이렇게 하기 위해, 오일용기가 사용되며, 이것의 탱크용적은 스프링 또는 압축가스 가압피스톤에 의해 가압된다. 마찬가지로 탱크내의 오일을 압축가스로 가압하는 것이 가능하다.
중요한 특징은 압력용기는 폐쇄회로 공급시스템의 전방흐름부에 위치되어야 한다. 이것은 폐쇄회로 공급시스템의 다른끝을 향하는 방향으로 가압된 플러싱을 실현시킬 수 있으며, 폐쇄회로 시스템내의 압력손실을 간단한 방법으로 보상할 수 있다.
계량장치는 피스톤 펌프와 같은 계량펌프로 될 수 있다. 이러한 구조는 각각의 계량된 윤활양을 정확히 측정할 수 있는 장점을 제공한다. 특히, 본 발명에 따른 피스톤 작동 계량펌프는 일정하게 소정된 배출량을 전달한다. 이 경우, 작동시 계량펌프의 시작주파수를 계량하거나, 베어링 상태의 함수로 주파수 제어하는 것이 필요하다.
다른 실시예에 있어서, 계량장치는 자석밸브와 같은 밸브일 수도 있다. 이것은 밸브를 주기적으로 개방시켜, 밸브와 마찰방지 베어링 사이의 라인을 때때로 플러싱한다.
탭라인은 바람직하게 폐쇄회로라인으로부터 경사져 계량장치를 향해 뻗는다. 이것은 윤활유내에서 용해되지 않은 공기가 연속으로 배출되는 폐쇄회로 공급시스템내에 남도록 하기 때문에 탭라인의 자동브리딩에 좋은 효과를 제공한다. 이 방법은, 시간이 지남에 따라서, 마찰방지 베어링에 일정한 윤활유를 공급하는데 좋은 효과를 가진다. 이 장점은 하방으로 기울어진 탭라인에 의해 실현되고, 여기에는, 어떠한 공기라도 부력으로 인해 상승해서, 플러싱 작용에 의해 폐쇄회로 공급시스템내로 이끌리도록 한다.
폐쇄회로 공급라인내의 압력은 바람직하게 상분한계 값과 하부한계 값 사이에서 유지되며, 역지밸브의 폐쇄압은 상·하부한계값 사이에 있다. 이러한 특징은 일단 상분한계 값 및 연속 역지밸브의 폐쇄압이 결정되면 특히 완전자동 압력제어로 사용될 수 있다. 이것은 추가로 각각의 플러싱시간에 역지밸브의 폐쇄압을 계량함으로써 영향을 끼치도록 한다. 만약 폐쇄압이 상부한계값 근처이며, 폐쇄압은 하부한계값에 가까울 때 보다 더 짧아진다.
이것은 압력을 제어함으로써 실현되는 작동 신뢰성의 추가적인 장점을 제공한다.
이와 관련하여, 압력모니터에 의해 체크되는 계량장치의 입구압력을 가짐으로써 추가적인 장점을 가지며, 그리고 입구압력이 하부한계값 이하로 떨어질때, 분리신호가 나와서 결합된 배어링을 차단한다. 이러한 배열에 의해 윤활유가 공급되지 않아도 마찰방지 베어링의 작동을 보증할 수 있다. 이 경우 시간지연은 윤활유가 마찰방지 베어링내에서 소비될 때 까지 걸리는 시간에 의해 측정될 수 있다.
유리하게, 윤활유는 이하에 설명되는 바와 같이 유압장치에 의해 계량된다. 그러나 이러한 측정은 윤활유의 계량없는 마찰방지 베어링에 유용하며, 또한 윤활유의 계량이 있는 마찰방지 베어링에도 유효하다고 말할 수 있다. 또한 이러한 측정은 여기에서 설명하는 바와 같이 폐쇄회로 공급시스템과 관련하여 그리고 이들로부터 분리하여 나타내어질 수 있다.
미국특허 제 4,784, 578호 및 4,784,584 호에 마찰방지 베어링내에서 윤활유를 측정하기 위한 유압장치가 개시되어 있다. 이들은 분리펌프에 의해 작동되는 장치를 개시하는 것으로, 피스톤이 펌프에 의해 전달되는 압력하의 윤활유에 의해 구동되고, 이 펌프는 실리더 내에서 윤활유를 밖으로 펌핑한다. 이들 장치는 복잡한 방법으로 제조된다. 특히, 이들은 입구밸브를 가지고 있어서, 피스톤 행정에 의해 실린더를 채운다. 채워짐은 관성의 지배를 받는데, 즉 입구밸브의 운동과 유체의 흐름에 좌우된다. 결과적으로, 피스톤은 매우 빠르게 움직여서 유체가 따라갈 수 있도록 적절한 시간이 남아야 한다.
이러한 펌프가 마찰방지 베어링의 계량된 윤활의 분야에 사용될 때, 매우 빠른 피스톤 운동으로 실린더를 완전히 채우는 것이 필요하다. 이러한 요구는 실린더, 실린더와 동축인 가이드웨이에 배열되고, 파워 드라이브에 의해 실린더내에서 운동하기 위해 적용된 펌프피스톤, 유체공급부에 연결된 입구밸브, 그리고 출구밸브로 구성된 펌프로 실현될 수 있다. 또한, 입구챔버는 실린더와 가이드웨이에 연통하고, 입구밸브는 실린더의 경계 가장자리에 의해 입구침버를 향해 형성되고, 펌프피스톤은 경계 가장자리의 전방위치와 실린더에 합체된 위치 사이에서 움직이도록 적용되어진 끝표면을 포함한다.
상기 해결책은 입구밸브가 피스톤 자체에 의해 그리고 실린더와 입구챔버 사이의 경계 가장자리에 의해 형성된다는 사실에 기초한다. 그러나, 이것은 비정상위치에 위치되는데, 즉, 피스톤 흡입운동이 끝났을때, 입구개구는 실제적으로 개봉된다. 이 흡입운동 동안, 피스톤은 실린더내에 진공을 형성하고, 피스톤이 전방표면과 함께 빈 실린더의 밖으로 그리고 입구챔버내로 이동하자마자 계량될 윤활량이 매우 빨리 진공내로 흐른다.
본 발명의 또다른 특징에 있어서는 공급라인내의 윤활유가 증가된 압력하에 놓이고, 제어가능한 밸브에 의해 유지되며, 여기서 밸브는 윤활유 공급라인내에 출구끝을 가진다. 따라서 윤활유는 압력하에 저장되고, 이때 압력은 대기압 이상이다. 이것은 윤활유가 마찰방지 베어링에 정확하게 계획된 시간으로 그리고 정확하게 소정된 주기동안 정확하게 계량된 양으로 공급될 수 있게 한다. 계량펌프와 필수적으로 다른것은 계량에 있어서 가변윤활량에 있다. 왜냐하면, 밸브이 개구시간이 공급되는 윤활량을 계량하기 때문이다. 각각의 점성에 따라, 매우 단순한 방법으로 또한 신뢰성의 관점으로 부터 요구되는 압력수준을 실현하는 것이 가능하다. 따라서 낮은 점성윤활유는 마찬가지로 낮은 압력수준을 요구해서, 본 발명의 의미에 있어서 윤활유의 계량된 공급을 가능케 한다. 그러나, 또한 매우 높은 점성의 윤활유가 사용될 수 있다. 이 경우에 있어서, 압력을 당연히 높은 수준으로 상승시켜서, 밸브의 짧은 개구시간 동안에 요구되는 윤활 유량을 마찰방지 베어링에 공급할 수 있도록 할 필요가 있다. 또다른 장점은 실현하기에 간단하고, 단지 외부에서 제어가능한 밸브를 갖춘 계량장치이다.
본 발명의 결과로 인한 다른 장점은 본 발명은 원리상으로 제어가능한 밸브의 매우 짧은 개방시간에 기초하기 때문에 외부로 흐르는 윤활유가 주변으로 적게 나온다. 따라서 윤활유는 마찰방지 베어링에 필요한 조절된 양으로 공급된다. 이 사실은 마찰방지 베어링에 요구되는 윤활유의 필요량이 매우 적다는 인식에 기초한다.
그러나 마찰방지 베어링을 통한 윤활유의 어떤 처리는 처리시간이 경과함에 따라 마모입자가 구름요소와 이들의 레이스 사이에서 윤활유에 의해 접촉영역에서 떨어져 수송되기 때문에, 마모에 대해 긍정적인 효과를 가진다.
윤활유내의 제어가능한 밸브는 전기적으로 제어가능한 자석밸브일 수 있고, 이것은 밸브가 개구방향 및 폐쇄방향으로 빨리 구동될 수 있어서, 복수의 윤활간격에 걸쳐서 각각의 경우에 공급되는 윤활량의 정확성을 유지하는 것을 가능하게 만드는 장점을 제공한다.
각각의 베어링에 공급되는 윤활량의 제어는 소정의 기간 및 제어된 주파수의 트리핑 (tripping)신호의 결과를 거쳐 발생할 수 있다. 또한 이것은 소정의 주파수 및 제어된 기간의 결과를 거쳐 발생할 수 있다. 각각의 이러한 제어방법은 장착된 상황, 회전속도 및 마찰방지 베어링의 하중 그리고 마찰마모 등 간단히 말해서 여러 가변영향의 다른 마찰방지 베어링용 윤활유의 제공을 같은 제어시스템으로 보증할 수 있게 한다. 결과적으로 재고를 단순화시키면서, 여러가지 요구의 어떠한 범위를 커버하는 제어시스템의 모델구조를 실현시킬 수 있다. 윤활유 공급라인은 역지밸브에 의해 입구쪽을 향해 바람직하게 폐쇄된 압력용기로서 설계될 수 있다. 이것은 여하튼 존재하는 윤활유 공급라인이 압력용기의 추가적인 기능을 확립할 수 있게 하는 장점을 가진다. 본 발명에 의해 인지되는 것은 윤활유 공급라인은 윤활유를 쉽게 증가된 압력하에 보관할 수 있는 어떠한 체적을 활용가능하게 한다. 이러한 타입의 제조는 현존하는 마찰방지 베어링에 윤활유를 외부공급함으로써 변형가능하다. 왜냐하면 제어밸브를 제외하고는 다른 구조요소가 필요치 않기 때문이다. 만약 필요하다면 입구측에 역지밸브 그리고 압력증가장치 정도이다.
어떠한 적용에 있어서, 윤활유는 가스와 같은 압력매체로 가압된 압력용기로부터 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들어 이것은 윤활유 공급라인의 현존하는 양이 너무 작을 때 작용하여, 윤활유가 재충전되지 않은 때 마찰방지 베어링의 확실한 윤활을 실현할 수 있도록 한다.
이 경우, 압력용기는 한편으로 윤활유 공급라인내에 수용될 수 없는 윤활유의 잉여양을 저장하는 역할을 하고, 다른 한편으로는 압력매체에 의해 점유되는 공간을 압력용기내에서 활용할 수 있도록 한다. 따라서 압력용기의 점유체적은 압력을 증가시키는 장치가 기능을 상실했을 때에만 압력매체용으로 활용될 것이다. 이러한 환경은 이러한 기능의 상실이 일시적으로 완충될 수 있다는 장점을 야기한다.
대부분의 적용에 있어서 인지되는 것은, 윤활유 압력을 정확히 유지할 필요가 없다는 것이다. 결과적으로, 이것은 요구에 맞추어 압력제어가 활용되도록 한다.
이렇게 하는데 있어서, 상·하부한계값을 압력측정장치에 의해 바로 결정하는 것이 가능하다. 그러나, 윤활유를 위한 필요가 인지되면, 단순한 시간작동으로 제어를 실현할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
특히 제1도 내지 제3도는 윤활유의 외부공급을 위한 장치(2)를 갖춘 마찰방지 베어링(1)을 예시한다.
이러한 마찰방지 베어링의 구조는 외부링(20), 내부링(21) 및 이들 사이에 있는 구름요소(5)로 구성되며, 이들은 보통은 케이지(22)에 의해 서로에 대해 적소에 체결되어, 레이스 (6a 또는 6i)를 따라 동등하게 이격되어 구른다. 필수적인 것은 베어링 링중의 하나는 외부링(20)의 예시적 실시예에서와 같이, 한편으로는 윤활유 공급라인(4)에 연결되고, 다른 한편으로는 반경방향으로 구름요소(5)를 향하여 23에서 끝나는 통로 또는 덕트(3)를 포함한다. 본 실시예에 있어서, 덕트(3)는 베어링 링을 통과하여 뻗어서, 출구끝(23)을 통하여 외부링(20)을 떠나는 윤활유가 구름요소의 레이스 영역에서 구름요소로 직접 공급되도록 한다.
이러한 목적을 위하여, 한편으로는 구름요소에 의해 접촉되는 영역의 바로 근처에 출구끝(23)을 설치하는 것이 가능하다. 다른 한편으로는 구름요소 레이스중의 하나, 본 실시예에서는 외부레이스(6a)의 중심영역내에 출구끝(23)을 설치하는 것이 유리할 것이다. 이렇게 하는 경우에는, 윤활유는 필요한 곳에만 공급되어 구름요소와 이들 레이스 사이에 효과적인 윤활막을 형성함으로써 마모를 감소시킨다.
장착시 유리하다면 덕트(3)가 구름요소의 내부 레이스(6i)에서 끝나도록 설치될 수도 있다는 것을 쉽게 볼 수가 있다. 구름요소용 레이스는 마찰방지 베어링 링의 부분이며, 이것은 양쪽에서 구름요소에 의해 접촉된 반경평면에 의해 형성된다. 레이스의 부분은 베어링 링내로 연삭에 의해 베어링 링으로 가공되며, 그 위에서 구름요소는 구른다.
바람직하게는 베어링이 축방향으로 가압될 때 덕트(3)는 중심반경평면으로 뻗는다. 이 경우에, 작은 응력하의 영역은 언제나 베어링의 중심반경평면으로 전개되서, 시간이 경과함에 따라 덕트(3)의 출구끝(23)이 구름동작에 의해 폐쇄되는 것이 방지된다. 나아가 이러한 형태의 구성은 덕트(3)의 위치가 제12도를 참고로 설명되는 바와 같이, 각각으로 장착된 위치에서 독립적이라는 장점이 있다.
다시 제1도에 보는 바와 같이, 외부링(20)은 베어링시트(10)내에 끼워 맞춤되어 있다. 본 실시예에 있어서, 베이링시트(10)는 둘러싸는 하우징내에 배열된다. 베어링시트와 면하는 덕트(3)의 끝은 원주의, 환형의 윤활유홈(7)에 맞추어져 있다. 이 환형윤활유홈(7)은 베어링의 외부링(20)내에 배열되어 있다. 그러나 예시된 실시예에서는 환영윤활유홈은 반경평면으로 하우징의 재료내에 배열되고, 또한 덕트(3)가 베어링시트와 면하는 측면에서 끝난다.
윤활유홈(7)은 다시 윤활유 공급라인(4)에 연결되고, 이를 통해 윤활유는 마찰방지 베어링내에 공급된다.
그 이상의 유리한 실시예가 제1도에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 밀봉링(24, 25)을 수용하는 환형홈(8, 9)은 윤활유홈(7)의 양측상에 배열되어 있다. 이 밀봉링은 탄성재료로 구성되고, 이들 직경이 약간 돌출하는 상태로 대응환형홈(8, 9)내에 삽입되어 있다. 베어링의 외부링(20)을 장착시, 밀봉링은 반경방향으로 베어링시트(10)에 의해 압축되고, 결합된 환형홈(8, 9)의 바닥과 베어링시트(10) 사이에 가압된 상태로 남는다. 이러한 방식으로, 실뢰성 있는 밀봉은 환형홈(7)의 양쪽 측면에서 실현되어 윤활유가 의도한데로 덕트(3)를 통과해서만 빠져나가도록 한다.
본 실시예에 있어서, 환형홈(8, 9)은 베어링의 외부링(20)에 배치되어 있다. 환형홈(8, 9)이 베어링시트(10)내에 배치될 때에는 가공에 의한 장점이 얻게 되는데 베어링 링의 재료보다 베어링시트의 재료가 가공하기에 더 쉽기 때문이다. 마찬가지로, 환형홈중의 하나는 베어링시트내에 배치하는 반면에, 다른 환형홈은 베어링 링내에 배치하는 것이 가능하다.
제2도에 도시된 바와 같이, 마찰방지 베어링(1)은 이것에 적용되는 힘(11)의 영향을 받으며, 이 힘은 실이 고데트 주위를 감을때 생기는 힘이 될 수도 있다. 베어링내에 항상 존재하는 공기는 베어링의 외부링(20)과 내부링(21)이 반경방향(제2도에 도시)으로 서로에 대하여 변위되도록 해서 구름요소가 일정한 맞물림이 되는 부하영역(12)을 형성한다. 이와는 직경상으로 반대로, 거의 무부하영역(26)이 형성되어, 이 영역내에서 구름요소가 가장 많아야 근소한 압력하에서 이들의 레이스(6a, 6i)를 따라 구르게 된다. 알수 있는 바와 같이, 출구끝(23)은 구름요소(5)와 이들의 레이스(6a 또는 6i) 사이의 부하영역(12) 외측에 있다. 출구끝(23)은 대략 직경상으로 부하영역(12)의 중앙에 배치하는 것이 권장된다. 제1도에 도시하는 바와 같이, 윤활유 공급라인은 윤활유펌프(13)의 압력측에 연결되며, 이 펌프는 간헐적으로 작동한다. 대안적으로, 윤활유펌프는 극히 저속으로 작동할 수도 있으며 따라서 항상 적은 양의 윤활유를 연속적으로 배출할 수도 있다. 더욱이 제3도에 도시하는 바와 같은 실시예로서, 윤활유 공급라인(4)은 압력용기(14)에 연결된다. 압력용기(14)의 압력수준은 유리하게 상부한계 및 하부한계값 사이에서 일정하게 유지된다. 이를 위해, 펌프(13)를 사용하며, 윤활압력을 일정하게 유지하기 위한 제어회로가 들어있다.
제1도에는 정확하게 계량된 양으로 공급라인(4)에 공급하기 위한 계량장치(15)의 배열이 도시되어 있다. 이러한 계량장치는 예를 들어 가끔 열리는 외부적으로 제어할 수 있는 밸브일 수도 있다. 마찬가지로, 서로에 대하여 회전하는 2개의 채널부분을 사용하는 것을 생각할 수 있으며, 이것은 축이 1 회전할 때 서로 맞물린 상태로 겹쳐서, 겹쳐진 시간동안 윤활유 공급라인(4)으로부터 덕트(3)의 출구끝(23)으로 연속적인 통로를 제공할 수 있도록 한다.
또한 제1도에 도시한 바와 같이, 밀봉디스크(16)가 각각의 구름요소영역의 양측에 배열되어, 예를 들어 한편으로는 기화에 의해 윤활유의 제어되지 않은 배출을 방지할 수 있도록 한다. 다른 한편으로는 이들 밀봉디스크는 장착된 상황에 좌우되기 때문에 원하지 않는 이물질이 베어링 내부로 들어가는 것을 피할 수 있다. 원치않는 이물질의 유입은 바람직한 윤활효과를 저해한다.
제4도에는 복수의 베어링지점에 윤활유 공급을 개별적으로 제어하는 개략적인 다이어그램이 도시되어 있다.
기계제어 시스템(80)으로부터 라인(81)을 거쳐 제어유닛(82)내로 작동 매개변수에의 결과로서 발생하는 기본적인 조절이 입력된다. 한편, 제어유닛(82)내에 측정라인(83)을 거쳐서 각개의 마찰방지 베어링(1)으로부터 수용되는 작동데이타가 입력되며, 측정센서(84)에 의해 예를 들어 각개의 마찰방지 베어링의 진동의 값을 측정함으로써 기인하는 값 또는 온도를 측정함으로써 출력된다. 이들로부터 기인하는 제어명령은 제어라인(85)을 거쳐 각각의 계량펌프(15)로 공급되고, 이 명령은 다시 각 개별로 결정된 윤활유의 양을 윤활라인(4)을 거쳐 각각의 마찰방지 베어링(1)에 공급한다.
이러한 목적으로 윤활유는 탱크(47)로부터 떠나서, 라인((6)을 거쳐 도시된 바와 같이 수집라인(62)을 통해 상호 연결된 펌프(15)로 공급된다.
베어링(1)은 예를 들어 방적기와 결합된다. 이들 베어링은 고속으로 구동되며 권취튜브를 지지하는 하나 또는 그 이상의 스핀들의 부분이거나 또는 형성된 팩키지를 구동하거나 실을 왕복운동시키는 스핀들과 결합될 수도 있다. 예를 들어, 또한 이들 베어링은 이러한 방적기의 이송롤 및/ 또는 연신롤의 베어링일 수도 있다.
제5도는 윤활유를 마찰방지 베어링(1)에 공급하기 위한 장치(2)를 예시한다. 마찰방지 베어링은 필라멘트실을 처리하기 위한 단계를 자세히는 도시하지 않았지만 방적시상에서 회전가능한 고데트의 부분을 형성한다.
본 실시예에서는 고데트(45)가 맨드릴(46)에 회전하지 않게 연결되는 것을 특징으로 한다. 이러한 이유로 마찰방지 베어링(1)의 외부링(20)은 하우징내에 회전하지 않게 장착된다. 적합하게는, 윤활유 공급라인(4)은 비회전 하우징 요소로부터 마찰방지 베어링(1)을 향해 뻗는다. 본 실시예의 또다른 특징은 각각의 윤활유 공급라인(4)은 덕트(3)를 거쳐 구름요소의 외부 레이스의 영역에서 베어링의 비회전식 외부링(20)내의 23에서 끝나는 것이다.
윤활유는 탱크(47)로부터 폐쇄회로 공급라인(48)내로 윤활유펌프(13)의 수단에 의해 공급된다. 이러한 목적으로, 윤활유펌프(13)는 폐쇄회로 공급라인(48)의 전방 유동부에 배치되어 있다. 폐쇄회로 공급라인의 복귀유동부는 스로틀(49)과 역지밸브(50)를 거쳐 후방탱크(47)내에서 끝낸다. 이 역지밸브(50)는 탱크측면으로부터 밸브몸체에 하증을 가하는 압축스프링에 의해 가압된다.
본 발명의 원리로서, 폐쇄회로 공급라인의 복귀유동부의 폐쇄식 끝은 충분하다(예를 들어, 제어가능한 스톱밸브). 일련의 역지밸브와 결합되는 스로틀은 절대적으로는 필요하지는 않으나, 제어를 고려할 때 유리하다.
예시된 실시예에서 탭라인(39-41)은 폐쇄회로 공급라인(48)으로부터 분기한다. 분리 계량장치(15)는 각각의 마찰방지 베어링(1)에 구비되어 있다. 마찬가지로 단지 하나의 계량장치(15)가 계량된 양의 윤활유를 복수의 마찰방지 베어링으로 이르는 대응라인 시스템을 거쳐 공급하는 것도 고려할 수 있다.
또하나 더 주목할 것은, 폐쇄회로 공급라인(48)의 전방유동부는 압력용기(14)를 수용하는데, 이것은 윤활유(33)로 차있는 컨테이너이며, 압축할 수 있는 압력매체, 예를 들어 공기가 윤활유 레벨 위를 누르고 있다. 도시한 바와 같이, 압력용기는 가스용 분리연결부는 없지만, 윤활유가 대체되고 이에 의해 압력용기내에 있는 가스를 가압할 수 있어, 가스쿠션내에 적용된 에너지의 부분은 윤활유가 계량됨에 따라 한단계씩 계속해서 팽창하도록 저장된다.
또한 압력 릴리이프 밸브(52)가 도시되어 있는데, 이것은 안전을 이유로 구비되어, 어떠한 안전상부한계값에 연동하여 개방된다. 윤활펌프(13)로부터 전방유동방향으로 진행함에 따라 역지밸브(53)가 구비되어 펌프(13)가 멈출때 윤활유가 역류하는 것을 방지한다.
또한 계량장치(15)로 이어지는 몇개의 탭라인(39-41)이 폐쇄회로 공급라인(48)을 따라 구비되며, 상기한 바와 같이 이것은 폐쇄회로 공급라인(48)을 거쳐 각각 구비된다. 각각의 계량장치(15)는 일정한 피스톤 행정을 갖춘 전기적으로 제어되는 피스톤 펌프로 구성되며 설계된다. 이것은 피스톤의 매행정마다 정확하게 소정양을 전달하는 간단한 구성의 형태이다.
계량장치(15)의 제어를 위하여, 본 실시예에는 공통적으로 사용되는데, 상세히는 도시되지 않았지만, 필요하면 제어시간과 제어간격에 따라서 조절가능한 제어유닛(28)이 사용된다.
각각의 피스톤펌프는 결합된 마찰방지 베어링의 출구끝(23)으로부터 역지밸브(56)를 거쳐 분리된다. 추가적인 역지밸브(56)는 도시된 바와 같이 마찰방지 베어링(1)을 향하는 방향으로 개방된다.
또한 알 수 있는 바와 같이, 각각의 탭라인(39-41)은 폐쇄회로 공급라인(48)으로부터 수직하방으로 뻗는다. 원칙적으로, 폐쇄회로 공급라인으로부터 밑으로 진행할 수 있도록 탭라인(39-41)을 두는 것으로 충분하다. 이 경우에, 어떠한 용해되지 않은 공기 거품이라도 부력에 의해 발생되어 폐쇄회로 공급라인(48)으로 향하는 방향으로 이동하도록 가압되고 그런 다음 차기 플러싱 처리단계중 탱크(47)를 향하는 동일 방향으로 전송될 것이다. 이 방식으로 공기가 많은 윤활유를 가진 마찰방지 베어링에게 윤활유를 부족하게 공급하는 것은 확실히 방지된다.
더욱이, 각각의 계량장치(15)는 계량장치(15)의 입구압력을 포착하는 압력모니터(54)가 구비된다. 이 입구압력이 어떠한 하부한계값 예를 들어 1 bar 이하로 떨어지면, 대응 마찰방지 베어링 또는 베어링은 윤활유의 공급이 보장되지 않기 때문에 차단된다. 필요하면, 시간지연후에 차단이 발생할 수도 있으며, 마찰방지 베어링(1)내에 여전히 남아 있는 어떠한 윤활유도 갑자기 소진될 수는 없다고 추정된다.
폐쇄회로 공급라인(48)내의 마지막 탭라인(41)뒤로 탱크를 향하는 방향으로 플러싱과 일치하는 방향으로 더 계속함에 따라 역지밸브(50)가 연이어지는 스로틀(49)로 구비된다. 이와 관련하여, 한쌍의 압력모니터가 하나는 상부한계값(38)을 다른 하나는 하부한계값(37)을 감시하는 전방유동부에 배치된다. 예를 들어 3.8bar 의 상부한계값에 도달했을때 이 압력모니터는 윤활유펌프(13)를 멈춘다. 이 때에 폐쇄회로 공급라인(48)내의 압력은 3.8 bar 에 이른다. 한편, 역지밸브(50)의 폐쇄압력(압축스프링의 가압에 의해 발생되는)은 3.8 bar 보다 작은 예를 들어 3 bar 이다. 바로 전의 스로틀(49)은 폐쇄회로 공급라인내의 윤활유가 흐르는 동안은 압력강하를 발생시켜서, 스로틀(49)과 가압된 역지밸브(50) 사이의 압력이 폐쇄회로 공급라인보다 항상 낮게 된다. 폐쇄회로 공급라인내의 높은 압력은 적어도 스로틀 뒤의 압력이 역지밸브(50)의 폐쇄압력보다 높은 한은 윤활유가 복귀유동부를 향해 흐르도록 한다. 폐쇄압력에 도달했을때, 역지밸브(50)는 압축스프링에 의해 가압되어 폐쇄되고, 폐쇄회로 공급라인(48)내에 아직 남은 모든 압력은 저장되어 남아있게 된다. 그러나, 계속적으로 윤활유를 제거함에 따라 이 압력은 시간이 경과함에 따라 떨어진다.
하부한계값(37)에 도달했을 때, 폐쇄상태의 제2 압력모니터는 윤활유 펌프(13)를 재시동시킨다. 그리고 나서 펌프는 윤활유를 탱크(47)로부터 폐쇄회로 공급라인내로 개방접촉상태인 제1 압력모니터가 펌프를 다시 분리할 때까지 펌핑한다. 이 작동중 폐쇄회로 공급라인은 플러싱된다. 펌프가 멈춘후, 플러싱작동은 역지밸브(50)가 다시 닫힐 때까지 계속된다.
여기에서 필수적인 것은 계속되는 역지밸브(50)의 폐쇄압력이 상부한계값(38)과 하부한계값(37) 사이에, 상기의 스로틀(49)이 어떠한 압력강하를 유발하는 상태로 되있어, 스로틀에서 압력강하에 의해 감소된 폐쇄회로 공급라인(48)의 압력이 연속적으로 가압된 역지밸브(50)에서 존재하도록 한다.
압력제어 전용 역지밸브 대신에, 플러싱을 위해 열려 있는 외부적으로 제어 가능한 스톱밸브를 윤활펌프(13)가 작동하는 동안에 구비하는 것이 가능하며, 그런 다음 바람직하게는 윤활펌프가 감속되는 동안 폐쇄된다.
탱크 내용물의 연속적인 모니터링을 위하여 플로트스위치(55)가 또한 구비되어 있다. 최소레벨 이하로 떨어질때, 경고신호나 폐쇄신호가 필요하면 발신된다.
제6도 및 제7도에 예시된 펌프(15)는 본 발명을 실행하기 위해 더 상세히 도시되어 있다. 이들 펌프는 본 발명에 따른 마찰방지 베어링의 계량된 윤활용의 유체 특히 윤활유의 매우 적은 양을 계량하기에 적당하다. 펌프(15)는 펌프싸이클 (작동행정) 당 윤활유가 3mm을 넘지 않는 양을 공급할 정도의 속도이며, 다소 긴 시간에 걸쳐 펌프피스톤의 대응제어를 거쳐 이 소량의 유체의 분배를 늘리는 것이 가능하다.
펌프(15)는 하우징이 구비되어 있다. 하우징의 일부(57)가 도시되어 있다. 하우징부(57)에 수용된 것은 펌프챔버 또는 실린더(58)이고, 이것의 체적은 펌프싸이클(작동행정)당 송달되는 윤활유의 체적을 결정한다. 실린더(58)는 그 한쪽끝이 레디얼보어(59)와 맞닿고, 이 반경보어는 입구챔버로 불리며, 도시되지 않은 유체탱크에 연결되고 실린더(58)의 다른쪽으로 뻗는 대향한 부분(61)과 폐쇄된 부분(60)으로 구성된다. 이 부분(61)은 하우징을 통해 뻗으며, 또한 필요하면 펌프(15)(제4도에 도시)와 맞물리는 다른 펌프의 유사한 채널내로 합쳐지는 수집채널(62)에 의해 교차된다.
또한 부분(61)내에서 압력스위치(54)와 접속된 라인(63)이 끝난다. 스위치는 부분(61)의 압력에 관계없이 실린더(58)내에서 작동하는 펌프피스톤(66)용 드라이브(65)를 제어하고, 개략적으로 도시된 바와 같이 또한 여기에서, 그 베어링이 펌프(15)(제5도에 도시)에 의해 윤활되는 요소의 드라이브를 제어한다. 펌프(15)는 플러그 커플링(64)을 거쳐 유체 탱크 또는 폐쇄회로 공급라인(48)(제5도에 도시)에 연결된다.
피스톤(66)은 입구챔버(61)의 대향측상에서 실린더(58)와 동축상으로 뻗는 가이드웨이(67)내에서 미끄럼 이동한다. 아이들 위치에서, 피스톤(66)의 끝면은 실린더(58)의 한쪽끝 또는 실린더(58)와 입구챔버(59) 사이의 경계가장자리 근처의 입구챔버(59)내로 뻗는다.
따라서, 경계가장자리를 포함하는 피스톤(66)은 펌프의 입구밸브를 형성한다.
원뿔 피스톤(68)과 실린더(58)의 출구개구부를 둘러싸는 경계가장자리에 의해 형성된 펌프(5)의 출구밸브가 입구챔버(59)로부터 이동하여 실린더(58)의 끝에 위치되어 있다. 출구 밸브의 폐쇄상태에서, 피스톤(68)의 팁은 피스톤(68)의 대향끝면상에서 작동하는 스파이럴 스프링(69)에 의해 경계가장자리에 대하여 가압된다. 경계가장자리는 출구챔버(71)내에서 끝나는 원뿔형의 밸브시트(70)내로 결합된다. 출구챔버는 피스톤(68)을 가압하는 스프링(69)을 수용한다. 출구챔버(71)의 측상에서, 라인(4)은 출발해서 도시하지 않은 예컨대 고데트 베어링(제5도에 도시)의 윤활점으로 이어진다.
피스톤(68)의 원뿔은 예컨대 폴리머와 같은 비교적 부드러운 재료로 구성되며, 반면 밸브시트를 형성하는 개구부의 경계가장자리는 강성의 재료로 만들어진다. 밸브시트(70)의 정점각도는 피스톤(68)의 정점각도 보다 더 크다는 사실은 한편으로 밀봉효과를 좋게 한다. 다른 한편으로는, 다른 원뿔에 의해 형성된 쐐기형 환형갭은 출구밸브가 열렸을 때 밸브(15)를 통해 흐르는 흐름을 유체의 촉진하며 윤활유내에서 비말동반하고, 공기거품의 형태로 경계가장자리상에 모이는 상황하에 공기는 오일과 함께 이 갭을 통해 배출된다. 또한 피스톤(68)의 부드러운 재료는 자체를 경계가장자리의 형상으로 맞춘다는 점에서 출구밸브의 밀봉효과는 더 향상된다.
입구개구부(59)로부터 이동된 피스톤의 가이드웨이(67)의 끝은 개구부를 거쳐 넓은 오목부(73)에 연결된다. 전체길이에 걸쳐 같은 직경을 가지는 피스톤(66)은 이 개구부를 통해 오목부(73)내로 뻗으며, 내부에 위치된 끝이 넓은 부분 또는 헤드(74)를 가진다. 헤드(74)에서 작동하는 것은 피스톤(66)을 둘러싸는 스파이럴 스프링(75)의 한쪽끝이고, 다른쪽끝은 오목부(73)내에서 지지된다. 스프링(75)은 아이들 위치에서 피스톤(66)을 유지하며, 피스톤의 전방끝은 실린더(58)의 경계가장자리로부터 조금 떨어져 입구챔버(59)내로 뻗는다.
오목부(73) 아래에 위치되고, 펌프하우징과 고정적으로 연결된 것은 피스톤(66)용 드라이브(65)이다. 드라이브(65)는 전자석으로 도시되어 있고, 이것은 소위 습식자석이라 불리며 펌프로부터 새어나올 수도 있는 오일에 대하여 적당한 덮개로 보호되며, 주기적으로 여자되어 실린더(58)내로 피스톤(66)을 구동할 수 있도록 한다. 이러한 전자석은 구조나 작동이 알려져 있다.
습식자석 배치의 이점은 추가적인 밀봉이 필요없고, 따라서 공기가 윤활유내로 혼합되는 제2의 위험이 제거된다. 제7도에 도시된 바와 같이, 추가적인 플러드(flood) 채널(77)은 입구챔버(61)와 회전자 챔버 역할을 하는 홈(73) 사이에 구비될 수도 있으며 또한 회전자의 운동방향을 따라 통하여 뻗는 과다 흐름 채널(78)은 회전자의 한쪽 전방끝에서 대향전방끝 까지의 윤활유의 금속한 과다 흐름을 회전자의 운동중에 실현시키기 위해 제공될 수도 있다.
상기와 같이, 펌프(15)는 예시한 바와 같이 피스톤행정 또는 펌프싸이클당 약 3 ㎣의 유체량을 전달하게 한다. 따라서 무엇보다 필수적인 것은 실린더(58)와 피스톤(66) 쌍방의 규격과 드라이브(65)에 의해 동일하게 전달되는 행정은 따라서 작아야 한다는 것이다. 따라서, 피스톤 직경은 폭이 2 mm 정도이고 피스톤 행정의 길이가 약 1 mm 정도이다. 피스톤(66)의 전방끝은 아이들 위치에서는 실린더 입구 또는 경계가장자리로부터 매우 근소하게 떨어지고, 그리고 전진위치에 있어서는, 피스톤 끝면은 실린더(58)에 대하여 향해진 피스톤(68)의 전방끝으로부터 2개가 상호 접촉없이 조금 떨어져 놓는다. 피스톤(66)의 상향운동으로 인해 발생하는 오일압력은 밸브피스톤(68)을 상승시켜 출구밸브를 개방시킬 뿐만 아니라, 윤활유에 의해 비말동반한 공기를 펌핑하여 밖으로 내보낸다. 이것은 짧은 송달행정을 하는 펌프의 펌핑작용에 심각한 장애를 일으킬 수 있는 공기거품 형성을 회피한다.
제7도의 펌프는 각각이 확인되는 예외를 제외하고는 상술한 제6도의 실시예에 대응한다. 보다 상세하게는 제7도의 펌프는 피스톤(57)과 드라이브(65)용 하우징으로 구성된 하우징을 포함한다. 쌍방의 하우징 피스톤은 공기밀봉방식으로 상호 연결된다. 부분 (59, 61)을 가진 한쪽끝이 막힌 보어의 형상을 가지는 입구챔버가 하우징(57)에 형성되어 있다. 이 막힌 보어의 개방끝은 입구채널과 연결된다. 연결은 역지밸브를 가진 플러그 커플링(64)에 의해 이루어진다. 커플링요소와 이음할 때, 역지밸브는 플런저에 의해 개방된다. 커플링요소를 분리할 때 오일이 공급라인으로부터 나올 수 없도록 밸브는 폐쇄된다.
보어부(59, 61) 사이에, 입구챔버는 다른 보어부(58, 67)에 의해 교차된다. 이 보어는 입구챔버의 막힌 구멍 끝으로부터 일정거리 떨어져 입구챔버를 통하여 뻗으며, 이에 의해 막힌 끝 보어를 막힌 구멍끝의 영역에 있는 부분(59)과 입구부분(61)으로 분할한다. 입구챔버와 수직으로 교차하는 보어는 출구챔버(71)내에서 입구챔버로부터 떨어져 면하는 축면상에서 끝나는 하나의 분기부(58)로 실린더를 형성한다. 그 입구끝 영역에서, 출구챔버(71)는 실린더(58)와 동축으로 뻗는 원뿔 밸브시트로 구비된다. 압축스프링에 의해 밸브시트(70)내로 밀려지는 원뿔 밸브몸체(68)는 원뿔시트내에 배치되어 있다. 밸브몸체의 원뿔 각도는 밸브시트(70)의 원뿔각보다 더 작다. 밸브몸체(68)의 팁은 잘려져서, 밸브몸체(68)의 작은 직경이 실린더 (58)의 직영에 거의 대응한다. 따라서, 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 밸브 몸체(68)의 작은 원뿔표면은 펌프피스톤용 멈춤부로서 작용하기에 적합하다. 출구챔버(71)는 윤활유 공급라인에 연결되는 출구채널(4)을 가진다. 이 윤활유 공급라인은 예를 들어 특히, 상술한 마찰방지 베어링중의 하나중에 있는 구멍으로 유도된다.
실린더(58)로부터 떨어져서 면하는 입구챔버를 교차시키는 보어부(67)는 피스톤(66)의 가이드웨이로서 역할한다. 피스톤(66)은 환형 실린더핀으로 구성되어 있다. 이 핀의 직경은 실린더 챔버(58)의 직경에 대한 정밀공차내에서 적용된다. 제6도의 실시예는 가이드웨이(67) 역할을 하는 보어의 부분이 핀의 단면보다 크다는 특징을 가지고 있어, 이에 의해 이하에 설명되는 바와 같이 입구챔버로부터 오목부(73)내로 오일이 흐르도록 한다. 제7도의 실시예에서, 가이드웨이(67) 역할을 하는 부분은 본 실시예에서는 추가 플러드 채널(77)이 입구챔버로부터 뻗어서 오목부(73)와 연결되기 때문에 정밀공차내에 있을 수도 있다.
오목부(73)는 입구챔버로부터 떨어져 면하는 가이드웨이(67)로서의 역할을 하는 보어부의 쪽에 있는 하우징부(57)의 한쪽 측면에서 실린더(58)와 가이드웨이(67)로서 역할을 하는 보어와 동축으로 배열된 원통형 보어이다. 펌프피스톤(66)은 길어서 입구챔버와 밸브몸체(68)의 작은 원뿔면 사이에서 전방끝과 함께 움직일 수 있다. 이 이동중 피스톤(66)은 입구챔버로부터 떨어져서 면하는 다른끝과 함께 오목부(73)내로 뻗는다. 이러한 목적을 위하여, 피스톤은 숄더 (헤드 (74))로 구비된다. 이 쇼율더상에 지지되고 한편, 입구챔버를 면하는 대향끝면상에 지지되는 것은 압축스프링(75)이다. 이 압축스프링은 피스톤(66)을 아이들 위치로 가압하며 실린더(58)를 면하는 전방끝(제어끝표면)은 입구챔버내에 놓이는데, 즉 입구챔버를 형성하는 실린더(58) 및 보어(59, 61) 사이의 관통에지(이후로는 제어에지(88)로 침함)를 폐쇄하지 않는다. 이 제어에지(88)는 제어끝표면(87)과 함께 실린더 (58)의 입구밸브를 형성한다.
임의의 측면상에, 오목부(73)는 드라이브(65)의 하우징에 의해 유체에 대하여 밀봉된다. 드라이브는 철제 플런저(회전자)와 환형코일(90)을 포함하는 전자석이다. 코일은 하우징내에 유체밀봉방식으로 끼워져서, 도시하지 않은 라인을 거쳐 제어장치와 연결된다. 회전자는 2개의 가이드보어(92, 93)에 의해 이루어진 챔버(91)내에 직선으로 안내되어 있다. 가이드보어(92)는 회전자챔버(91)의 측면에 형성되고, 다른 하우징부(57)로부터 떨어져 면하는 막힌 구멍이다. 이쪽에서 회전자(89)는 가이드보어(92)내에서 미끄럼 이동하는 가이드핀(94)으로 구비된다. 가이드핀(94)의 단면은 가이드보어(92)의 단면보다 거의 작다. 이것은 오일이 회전자 챔버(91)로부터 가이드보어(92)내로 침투하는 것을 허용한다. 가이드보어(93)는 한편으로 회전자 챔버(91)를 오목부(73)와 연결시키고, 다른 한편으로 안내용으로 사용된다. 오일통로가 방해받지 않기 위해 회전자에 부착된 구동플런저(95)의 단면은 가이드보어(93)의 단면보다 작다.
회전자(89)와 구동플런저(95)가 피스톤(66)의 축선을 따라 배열된 것은 강조되어야 한다. 회전자(89)는 회전자 챔버(91)의 2개의 끝과 서로 연결되는 과대 흐름채널(78)과 평행한 축선을 구비한다. 구동플런저(95)는 제어끝표면(87)으로부터 떨어져 면하는 피스톤(66)의 끝과 상호 작용한다. 링자석(90)의 비여자상태에서, 스프링(75)은 피스톤, 구동플런저(95) 및 회전자(89)를 상기한 바와 같이 피스톤(66)의 제어끝표면(87)이 입구챔버내로 뻗어서, 실린더(58)의 제어에지(88)를 폐쇄하지 않는 끝위치내로 가압한다. 링자석(90)을 여자했을 때, 회전자(89), 구동플런저(95) 및 피스톤(66)은 변위되어, 제어끝표면(87)은 제어에지(88)를 우선 폐쇄하고, 이어서 실린더(58)내로 침투시키고, 밸브몸체를 개방함으로써 밸브스프링(69)의 압력에 대하여 실린더(58)로부터 유체를 압송하고, 최후로 밸브몸체(68)와 접촉한다.
상기한 설명을 참조하면, 제어끝표면(87)이 시트에 착좌된 상태로 밸브몸체(68)로부터 짧은 거리에서 멈출때 충분하다는 것은 알 필요가 있다. 이것은 또한 윤활유가 많은 공기를 포함하지 않을 때 유효하다. 그러나 실린더(58)내에 공기가 모이면, 잔류공기가 배출되지 않을 수 있는 위험성이 생긴다. 이 경우, 끝표면(87)은 밸브몸체(68)가 스프링(69)의 압력하에 완전히 폐쇄할 수 없을 만큼 전진하는 것이 유리하다. 이것은 잔류공기가 빠져나갈 수 있다는 것을 보증하도록 허락한다.
오일은 입구챔버에 압력하에서 공급되어야 한다는 것이 강조되어야 한다. 오일의 압력을 증가시키거나 흡입을 수행하는 것이 상기 계량펌프의 주된 목적은 아니다.
제6도의 실시예에 적용되는 펌프의 특성 및 구조는 입구챔버내의 윤활유가 무엇이든 간에 특히 오일인 경우 펌프가 어떠한 압력변동도 유발하지 않으며, 마찬가지로 실린더(58)의 충전중에도 압력변동이 없는데 있다. 이 때문에, 펌프는 출구쪽에서 흐르는 유체의 맥동이 입구측면상의 상응하는 맥동을 동반하는 종래의 펌프와는 상이하다. 상기 펌프에서 송달이 불연속일지라도 입구챔버, 오목부(73) 및 회전자 챔버(91)내에 내포된 전체 체적은 피스톤운동, 자석 회전자의 운동, 구동플런저, 가이드플런저로도 변하지 않는다.
본 명세서에 있어서, 수개의 펌프하우징을 플랜지 이음으로 연결하는 것이 가능하다는 것은 주목된다. 이 경우, 연결된 모든 펌프용으로 하나의 입구채널만을 구비하는 것이 적절하다. 그러면 서로 연결된 펌프의 모든 입구챔버의 보어를 수직으로 교차하는 수집채널(62)에 의해 펌프는 함께 이어진다.
마찬가지로, 이 경우, 1개의 압력모니터(54)는 입구챔버에서 압력강하가 일어날 때, 예를 들어 최소값 이하로 떨어져 기계가 건식작동을 방지하도록 멈추었을 때 원하는 전환을 수행하면 충분하다. 이 경우, 각각의 펌프는 마찰방지 베어링용 계량펌프로서의 역할을 한다.
펌프의 작동에 있어서, 윤활유는 소정압력 예를 들어 2 bar 정도의 압력하에서, 레이디얼보어 또는 입구챔버(59)를 거쳐 실린더(58)로 공급된다. 예시된 피스톤(66)의 아이들 위치에 있어서는 윤활유는 실린더(58)내로 흐를뿐만 아니라 입구개구부(59)의 폐쇄위치(60)내로도 흐른다. 그 결과 피스톤(66)은 특히 피스톤(66)의 작은 직경의 관점에 볼 때 상당히 중요한 구심적인 동일압력으로 가압된다. 자석에 의해 기인되는 상향운동에 있어서, 피스톤(66)은 실린더내로 들어가고, 이에 의해 오일은 밸브피스톤(58)을 상승시킴으로써 출구챔버(71)내로 라인(4)을 거쳐 윤활되는 지점까지 흐른다. 이후, 피스톤(66)이 스프링(75)의 가압력으로 예시된 지점까지 복귀했을 때, 출구밸브의 피스톤(68)은 출구개구부를 폐쇄하고, 피스톤(66)의 하향운동의 결과로서 실린더(58)내에 진공을 형성한다. 피스톤(66)의 끝표면이 실린더(58)로부터 나오고 입구개구부(59)내로 미끄럼 이동하는 순간, 즉 피스톤(66)의 흡기싸이클의 끝 쪽으로 미끄럼이동 되자마자, 진공은 실린더(58)에 매우 빠르게 그리고 피스톤(66)의 운동에 관계없이 윤활유를 채우게 한다. 그로부터 펌프는 계속 펌핑사이클을 수행할 수 있다.
제8, 8a 및 9도는 윤활유를 공급하는 장치(2)를 갖춘 마찰방지 베어링(1)을 도시한다. 이 장치(2)는 윤활유가 마찰방지 베어링(1)에 윤활유를 송달하는 윤활유 공급라인(4)을 포함한다. 마찰방지 베어링(1)의 영역에서, 윤활유 공급라인(4)은 윤활유가 마찰방지 베어링(1) 쪽으로 향해서 빠져나가는 출구끝(23)을 가지고 있다. 이 경우 추가적인 특징으로는, 윤활유 공급라인(4)이 마찰방지 베어링의 외부링(20)을 통해 뻗으며, 그리고, 윤활유 공급라인(4)은 구름요소(5)의 방향으로 구름요소의 외부 또는 내부 레이스(6a 또는 6i)의 영역에서 거의 끝난다.
그러나, 본 발명은 그 구조의 형태에 제한되지 않는다. 특히 윤활유 공급라인은 축방향으로부터 구름요소(5) 까지 연장될 수도 있으며, 구름요소 쪽 방향으로 옆으로 구름요소의 케이지의 영역으로 향한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 윤활유 공급라인(4) 내에서 증가되는 압력하에 놓인다. 압력게이지(27)에 의해 지시된 바와 같이 이 압력은 대기압을 초과하는 것으로 이해된다. 윤활유 공급라인(4)의 끝영역에서, 제어가능한 밸브(15)가 배열되어, 이것은 밸브(15)가 폐쇄되어 있는 한은 라인(4)내에서 윤활유가 증가되는 압력하에 놓이게 한다.
알 수 있는 바와 같이, 밸브는 제어장치(28)에 의해 구동될 수 있다. 필요에 따라, 제어장치(28)는 밸브를 개폐한다. 이에 의해 윤활유는 증가된 압력하에 빠져 나가도록 되며, 밸브(15)가 열려있는 동안은 윤활유 공급라인(4)의 출구끝(23)을 떠난다. 밸브(15)를 제어장치(28)에 의해 닫을때, 나가는 윤활유의 흐름은 분리되고, 윤활기간은 완성된다.
본 발명의 특징은 제어장치가 두가지 조정 가능성을 가지는 데 있다. 이를 위해, 기간(ΔT) 예를 들어 2 시간마다 제 1 조정장치(29)에 의해 조정이 가능하다. 따라서 이 제어장치는 윤활유가 유출되는 시간마다 뿐만 아니라 그 유출 지속시간의 함수로서, 그리고 가장 정확한 방식으로 매시간 나가는 윤활유의 양을 계량해서, 마찰방지 베어링(1)에 의해 요구되는 윤활유의 양만을 공급하도록 한다.
이를 위해, 생각될 수 있는 것은, 제어장치(28)는 밸브의 전기제어로 작동한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 밸브는 전기적으로 제어할 수 있는 자석(31)에 의해 구동된다.
제8도에 잘 도시된 바와 같이, 현존하는 윤활유 공급라인은 쉽게 압력용기내로 발전되고, 이것은 이들 윤활유공급라인(4)을 입구쪽을 향해 역지밸브(32)에 의해 폐쇄할 수 있도록 바람직하게 되어 있다. 이 역지밸브의 기능은 윤활유 공급라인(4) 내에 형성된 압력을 손실없이 유지하는 것이다.
어떠한 저장볼륨이 실현되면 윤활유 공급라인(4)의 길이는 원하면, 추가적인 루프의 설치로 확대될 수 있다.
제8a도에 도시된 바와 같이, 제5도에 따라 구조될 수도 있는 폐쇄회로 공급시스템(48)을 제공하는 것이 또한 가능하다.
또한 제9도에서 도시된 바와 같이, 윤활유는 바람직하게는 공기나 또다른 가스로 된 압력매체로 가압될 수도 있는 압력용기(14)로부터 공급될 수 있다. 이를 위해 윤활유(33)를 함유하는 특수한 압력용기(14)가 구비되어 있다.
윤활수준 이상으로, 압력용기(14)는 라인(34)을 통해 공급되는 압력매체에 의해 가압된다. 이를 위해, 윤활펌프(13)는 압력라인(34)내에 압력을 증가시키기 위한 매체만을 전달하고, 여기에서, 펌프는 대기를 취하는데, 필요하면 대응 필터링 및 건조를 거쳐서 압력용기(14)내로 동일하게 펌핑한다. 그 결과, 체적은 윤활레벨 이상으로 압력용기에서 형성되는데, 여기에서 윤활레벨은 펌프작동없이도, 윤활유(33)를 마찰방지 베어링(1)의 윤활지점으로 압력하에 공급할 수 있는 수준이다.
또한, 압력용기(14)는 압력게이지(27)를 갖추고 있다. 본 실예에 있어서, 게이지는 시작-멈춤 스위치로서 작용하는데, 이 스위치는 전환장치(36)를 거쳐 윤활펌프(13)를 연결, 또는 차단한다. 일단 현존 압력레벨이 하부한계값(37) 이하로 떨어지면, 압력게이지(27)는 전환장치(36)를 거쳐 예를 들어 릴레이에 의해 윤활펌프(13)를 시동시킨다. 그 결과, 압력은 압력용기(14)내에서 증가한다. 압력게이지가 상부한계값(38)의 도달을 지시하는 순간, 압력용기(14)의 압력이 다시 하부한계값에 도달할 때까지 전환장치(36)에 의해 윤활유펌프(13)는 차단된다. 또한 제9도에는 윤활유 공급라인(4)을 가상선으로 도시하고 있는데, 이것은 여러개의 마찰방지 베어링(1)에 윤활유를 공급하기 위한 복수의 탭라인(39-41)을 포함한다.
알 수 있는 바와 같이, 이 경우에, 제어가능한 밸브(15)가 모든 탭라인(39-41)의 공통 윤활유 공급라인(4)에 배열될 수 있다. 이 경우, 적은 경비로 모든 탭라인을 제어할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 이미 제거된 마찰방지 베어링에 윤활유를 공급할 경우에는, 가상선으로 도시된 실시예를 채용하는 것이 적당하다. 이 경우 대응밸브(15)는 각각의 탭라인의 끝에 배열된다. 이들 모든 밸브(15)는 동시에 또는 개별적으로 각 마찰방지 베어링에 요구되는 윤활유에 따라 작동될 수 있다.
이것은 동시에 모든 계량밸브를 병렬연결로 작동시키거나, 또는 매시간 반송주파수를 거쳐 오직 어떤 계량장치만을 구동하는데 오직 하나의 제어장치만 필요하기 때문에 제조하는데 가격상 장점을 가진다.
제10도에는 합성 필라멘트실를 연속적으로 생산하는 섬유기계의 실행이 도시되어 있다. 열가소성 재료의 실(101)이 감긴다. 이 열가소성 재료는 이송호퍼(102)에 의해 압출기(103)로 공급된다. 압출기(103)는 모터제어 유닛(149)에 의해 제어되는 모터(104)에 의해 구동된다. 압출기(103)내에는 열가소성 재료가 용해되어 있다. 이를 위해, 압출기에 의해 재료에 가해지는 변형작업(전단 에너지)이 행해진다. 덛붙여, 예를 들어 저항히터의 형태인 가열시스템(105)이 구비되고, 이것은 히터제어유닛(150)에 의해 구동된다. 압력센서(107)가 압출기의 압력 및 속도를 제어하기 위해 의도되는 용해물의 압력을 측정하기 위해 구비되어 있는 용융라인(106)을 통하여, 용해물은 펌프모터(144)에 의해 구동되는 기어펌프(109)에 도달한다. 이 펌프모터는 펌프의 속도를 정확히 계량할 수 있도록 펨프제어 유닛(145)에 의해 제어된다. 펌프(109)는 용해흐름을 가열된 스핀박스(110)에 송달하고, 이 박스의 하단에는 방사구(111)가 있고, 여기로부터 용해물이 가는 필라멘트(112)의 시트(sheet)의 형태로 나온다. 이 필라멘트는 공기의 흐름이 교차하거나 반경방향으로 필라멘트(112)의 시트에 가해져서 필라멘트가 냉각될 수 있는 냉각축(114)을 통해 전진한다.
냉각축(114)의 끝에서 필라멘트의 시트는 스핀마감롤(113)에 의해 실(101)과 결합되어 마감된다. 냉각축(114) 및 방사구(111)로 부터, 실이 몇번 루프 형성된 송달롤 또는 고데트(116)에 의해 실은 연신된다. 이를 위해 가이드롤(117) 이 사용되며, 고데트(116)에 대하여 편심되어 배열되어 있다. 이 고데트는 모터(118)와 사전조절 가능한 속도를 가진 주파수 변환기(122)에 의해 구동된다. 이 송달속도는 방사구(111)로 부터 필라멘트 (112)의 자연히 나가는 속도보다 몇배 더 크다.
고데트(116)의 하류에는 가이드롤(120)을 갖춘 연신롤 또는 고데트(119)가 배열되어 있다. 이것들은 배열에 있어서 가이드롤(117)을 갖춘 송달롤(116)에 해당한다. 연신롤(119)의 구동을 위하여 모터(121)와 주파수 변환기(123)가 사용된다. 주파수 변환기 (122, 123)의 입력 주파수는 보통 제어가능한 주파수 발생기(124)에 의해 균일하게 사전 결정된다. 이것은 주파수 변환기(122, 123) 상에서 송달롤(116)과 연신롤(119)의 속도를 각개별로 조절할 수 있다. 그러나 송달롤(116)과 연신롤(119)의 속도레벨은 주파수 변환기(124)에서 집중적으로 조절된다.
연신롤(119)로부터 실(101)은 소위 아펙스사(apex yarn) 가이드(125)로 전진하여 그곳에서 공지의 트래버싱 기구(127)(도시되지 않음)가 구비된 트래버스 트라이앵글(126)로 전진한다. 이 트래버싱 기구는 예를 들어 팩키지(133)의 전체 길이에 걸쳐 실(101)을 왕복운동시키는 역회전 블레이드를 포함한다. 이렇게 하는데 있어서, 트래버싱 기구(127)의 하류에서, 실(101)은 실 팩키지(133)의 표면에 대하여 기대고 있는 접촉롤(128)에 대하여 루프형성한다. 실 패키지는 튜브(135)상에 감겨 있고, 이 튜브는 권취스핀들(134) 상에 장착되어 있다. 권취스핀들(134)은 팩키지(133)의 표면속도가 일정하게 구동된다. 이를 위해, 자유로이 회전하는 접촉롤(128)의 속도는 강자성 삽입물(139)과 자기펄스 발생기(131)에 의해 접촉롤축(129) 상에서 가변하는 제어기로서 감지된다.
유사하게, 상술한 내용은 스핀들(134)의 펄스발생기(139)와 강자성 삽입물(138) 모두에게 적용된다.
또한 실 트래버싱 시스템(127)은 트래버싱 영역을 가로질러 교차-나선형 홈에서 왕복하는 트래버싱 실 가이드를 가진 표준 교차-나선형 롤이 될 수도 있다.
단지 하나의 처리공정만이 도시되어 있는 섬유기계는 상술한 마찰방지 베어링(1)에 대응하여 제조되었으며 계량된 양의 윤활유가 공급되는 복수의 각개별 마찰방지 베어링(1)을 포함한다. 이들의 상술한 내용은 참고로 여기에 구현화된다.
제11도에는 3개의 마찰방지 베어링의 가능한 실시예가 도시되어 있으며, 이 베어링내에는 덕트(3)의 외부끝(23)이 구름요소 레이스의 측면상에 배열되고, 이 레이스는 베어링의 트래버스 힘(11)에 의해 가압된다. 본 실시예에 있어서, 구름요소가 출구끝(23)을 넘어 굴러서 이에 의해 시간이 지남에 따라 폐쇄하는 것을 피하기 위해, 레이스는 적어도 1개 바람직하게는 몇개의 환형 구름영역(150)이 구비되며, 이 영역은 구름요소(5)가 정확하게 정해진 구름운동이 되도록 한다.
이러한 마찰방지 베어링은 환형 구름영역의 수를 지시하는 점의 수를 가진 소위 다중점 볼베어링으로서 설명되어 있으며, 구름요소와 쌍방의 레이스에 대하여 구름영역에서 접촉한다. 바람직하게는 환원형구름영역의 기하학적인 배열은 구름상태가 환형구름영역의 각각의 점과 일치하도록 배열된다.
제1실시예는 소위 4-지점 볼베어링이다. 외부 및 내부링에는 각각 2개의 환형구름 영역(150)이 형성되어 있다. 이들 사이에 자유접촉 환형영역(151)이 형성되며, 이 영역은 본 발명의 범위내에서, 구름요소의 레이스내의 무부하영역으로서 설명되어 있다. 상기 예시된 4-지점 볼베어링에 있어서, 레이스의 무부하 영역은 각각의 베어링 링내에 배열된 2개 환형구름영역(150)사이로 뻗는다. 이 영역내에서, 베어링볼과 이와 결합된 레이스 사이는 접촉되지 않는다. 결과적으로 이 영역내에 구멍(3)의 출구끝(23)을 배열하는 것이 자연스럽다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 있어서 구멍(3)은 외부 베어링 링내에 배열된다.
이에 반하여 제2실시예는 베어링의 축선부에 관하여, 볼의 곡선이 각각의 레이스(6a, 6i)의 곡선보다 큰 소위 2개 지점 볼베어링을 예시한다. 결과적으로 하나의 환형 구름영역만이 각각의 레이스내에 존재하는 한편, 레이스의 무부하영역은 각각의 환형구름영역의 측면상에 형성된다.
이 영역의 특징은 가볍고, 볼이 통과함에 따른 볼과 레이스의 표면 사이의 근소한 반경 방향의 공간인 것이다. 일반적으로, 이 공간에서, 볼과 레이스의 표면 사이는 접촉되지 않는다. 그러나 가끔 접촉하는 것은 무해하다. 따라서, 레이스의 이 영역내에 덕트(3)의 출구끝(23)을 베어링의 작용력에 의해 가압된 베어링 측면상에 배열하는 것이 가능하다. 더욱이 본 발명의 범위내에, 제11도의 3번째로 예시된 바와 같이 아직도 소위 3-지점 볼베어링을 사용하는 것은 가능하다. 상술한 설명은 대응 방식으로 이 실시예에 적용한다.
추가로, 제12도에 도시된 상술내용은 축상에 장착된 축방향으로 가압된 홈이 파인 볼베어링을 사용하는 본 발명의 실시예이다. 이들은 축의 축방향으로 서로에 대해 장착된 2개의 단일 열 볼베어링이다. 이것은 기계공학에서는 통상적인 관례로, 지지된 축의 축방향의 유극(遊隙)을 가능한한 적게 하는 것이다. 이러한 연유로, 좌측 볼베어링은 외부링과 함께 하우징(96)의 오프셋부에 대하여 기대어 있으며, 따라서, 하우징에 대해 외부링의 위치를 명확히 결정한다. 좌측 볼베어링의 끝면은 크랭킹 커버(97)에 의해 오프- 셋 하우징부에 향하여 가압된다. 이를 위해 클램핑 커버(97)는 오른쪽 볼베어링의 외부링상에서 맞물려서 오프셋 하우징부상에서 볼베어링 쪽 방향으로 동일하게 민다.
이 축선방향으로 가압된 베어링은 매우 통상적인 것으로, 상세히는 도시하지 않았지만, 최신 기술에 대해 언급할 수도 있다. 그러나, 필수적인 것은 2개의 볼베어링 사이에서 축 방향의 멈춤이 생겨서, 이에 의해 베어링볼은 환형 접촉영역(150)이 반경평면내에 더이상 놓이지 않고, 약간 기울어진 경사평면에 놓일 정도로 이들 베어링볼의 각각의 레이스내로 전위되는 것이다. 접촉영역은 거의 환형구름영역(150)으로서 형성되고, 이 영역은 각각의 볼베어링에 관련할 때, 하나의 베어링 링내에서 오른쪽에 배열되며, 다른 하나의 베어링 링내에서 베어링의 중심반경평면의 좌측에 배열된다. 따라서, 환형구름영역은 베어링의 중심반경평면으로부터 어떤 측방향 변위를 받게된다. 결과적으로 베어링의 중심반경평면은 부하로부터 해제되어, 실제적으로 접촉이 없으며, 환형영역이 형성되어, 덕트(3)의 외부끝(23)을 수용하도록 한다.
결과적으로, 축방향으로 가압된 베어링의 경우에, 덕트(3)의 출구끝(23)이 볼레이스의 무부하 영역을 형성하는 거의 비접촉 환형 영역이므로, 이 출구끝(23)은 또한 베어링의 중앙반경방향 평면내에 배열될 수 있는 구성이 되는 필수적이며 추가적인 장점을 가진 표준형, 단일열의 홈이 파인 베어링을 사용하여 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

Claims (40)

  1. 내측 베어링 링(21)과 외측 베어링 링(20), 내측 베어링 링(21)상에 형성된 레이스(6i)와 외측 베어링 링(20)상에 형성된 정렬된 레이스(6a), 레이스 사이에 있는 복수의 구름요소, 및 상기 베어링 링중의 하나에 구비되었고 윤활유를 공급하기 위한 장치(2)에 연결된 덕트로 구성되며, 이 덕트(3)는 각각의 베어링 링의 레이스(6a, 6i) 의 영역내의 출구 개구부(23)에서 끝나는 마찰방지 베어링(1)으로의 윤활유의 공급을 제어하기 위한 방법에 있어서, 마찰방지 베어링(1)에 매번 공급되는 윤활유의 양이 제어 유닛(28, 82)내에서 결정되며, 이 제어 유닛내에서 소정의 작동 매개변수에 의해 설정된 기본 조절이 마찰방지 베어링(1)상에서 연속적으로 얻어지는 상태의 데이터 또는 작동데이터의 함수로서 수정되는 윤활유를 마찰방지 베어링(1)에 간헐적으로 공급하는 단계를 특징으로 하는 윤활유 공급제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 윤활유의 소정의 최적량 뿐만 아니라 윤활유의 양의 함수로서의 어떠한 작동매개변수의 진행은 마찰방지 베어링(1)과 결합하여 메모리내에 저장되고 그리고; 마찰방지 베어링(1)에 공급되는 윤활유의 양은 윤활유의 적정 양과 작동매개변수의 각각의 값의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어방법.
  3. 제2항에 있어서, 윤활유는 증가된 압력하에서 각개의 마찰방지 베어링에 송달되며, 또한 매우 콤팩트하고 불순물없이 계량된 양으로 공급되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 다중위치 섬유기계의 복수의 마찰방지 베어링(1)이 공급되며, 작동매개변수는 각각의 베어링 지점으로부터 분리되어 얻어지고, 각각의 베어링 지점은 윤활유의 각개 양으로 공급되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어방법.
  5. 제4항에 있어서, 윤활유는 마찰방지 베어링(1)과 결합된 펌프를 거쳐 각각의 마찰방지 베어링(1)에 공급되며, 이 베어링은 윤활유의 최적량과 작동매개변수의 각각의 값의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어방법.
  6. 제4항에 있어서, 윤활유는 압력오일 용기(4)로 부터 마찰방지 베어링(1)과 결합된 밸브를 거쳐 각각의 마찰방지 베어링(1)에 공급되며, 이 밸브는 윤활유의 최적 양과 작동매기변수의 각각의 값의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 각각의 마찰방지 베어링(1)에 공급되는 윤활양의 제어는 소정 기간의 트리핑신호의 시퀀스를 거쳐 발생하나 제어된 주파수로 발생하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 각각의 마찰방지 베어링(1)에 공급되는 윤활양의 제어는 소정의 주파수의 트리핑신호의 시퀀스를 거쳐 발생하나 제어된 기간에 발생하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어방법.
  9. 제1항에 있어서, 최적윤활량은 최저 베어링 온도에 대하여 모니터되며 결정되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어방법.
  10. 마찰방지 베어링에 공급되는 각각의 윤활유 양이 제어유닛(28, 82)에서 결정되며, 이 제어 유닛에서 소정의 작동매개변수로부터 설정된 기본조절이 마찰방지 베어링상에서 얻어진 상태의 데이터 또는 작동데이터의 함수로서 수정되어지는 마찰방지 베어링(1)에 윤활유를 제어하여 공급하기 위한 방법에 있어서, 베어링의 진동은 작동매개변수를 구성하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급제어방법.
  11. 제10항에 있어서, 베어링 진동은 주파수의 어떠한 범위로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어방법.
  12. 제10항에 있어서, 작동매개변수는 선택된 주파수 범위내에서 베어링 진동이 발생하는 주파수인 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어방법.
  13. 제10항에 있어서, 작동매개변수는 베어링 진동의 진폭인 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어방법.
  14. 제10항 또는 제13항에 있어서, 작동매개변수는 선택된 진폭높이로 베어링 진동을 발생시키는 주파수인 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어방법.
  15. 제11항 또는 제12항에 있어서, 주파수는 200 kHz 내지 500 kHz 사이의 범위내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 제어 방법.
  16. 복수의 마찰방지 베어링(1)에 윤활유를 공급하며 윤활유(33)를 각각의 마찰방지 베어링(1)에 송달하기 위한 윤활유 공급라인(4)을 포함하는 장치에 있어서, 폐쇄회로 공급라인(48)은 제1 끝이 윤활펌프(13)를 거쳐 탱크(47)에 연결되고, 제2 끝이 압력증대장치(50)를 거쳐 상기 탱크(47)에 연결되는 상태에서 제1 및 제2 끝을 구비하고, 복수의 탭라인(39, 40, 41)은 폐쇄회로 공급라인(48)으로부터 계량장치(15)를 거쳐 상기 윤활유 공급라인(4) 중의 각각의 하나까지 뻗는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  17. 제16항에 있어서, 스로틀(29)은 압력증대장치의 상류의 상기 폐쇄회로 공급라인내에 위치되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  18. 제16항에 있어서, 폐쇄회로 공급라인(48)은 상기 펌프와 상기 탭라인 사이의 위치에서 상기 폐쇄회로 공급라인과 연통하는 압력용기(14)와 연결되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  19. 제16항에 있어서, 계량장치(15)는 계량펌프인 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  20. 제16항에 있어서, 계량장치(15)는 밸브인 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 장치.
  21. 제16항에 있어서, 각각의 탭라인(39, 40, 41)은 각각 결합된 계량장치(15)를 향해 하향상태로 폐쇄회로라인(48)으로부터 뻗는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급 장치.
  22. 제16항에 있어서, 폐쇄회로 공급라인내의 압력을 상부한계값(38)과 하부한계값(37) 사이에서 유지하기 위한 제어시스템과 압력 증대장치는 상부한계값(38)과 하부한계값(37) 사이의 폐쇄압력을 가지는 역지밸브(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  23. 제16항에 있어서, 압력모니터(54)는 각각의 계량장치의 입구압력을 감지하며, 그리고 안전스위치는 각각의 압력모니터와 작동적으로 결합되어 입구압력이 하부한계값 이하로 떨어졌을 때, 분리신호는 안전스위치로 송신되어 각각의 마찰방지 베어링(1)을 폐쇄하도록 하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  24. 제23항에 있어서, 안전스위치는 분리신호가 소정시간 지연후에 송신되도록 하는 딜레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  25. 마찰방지 베어링으로서의 소량의 윤활유를 계량하기위한 펌프로서, 실린더(58), 이 실린더(58)와 동축인 가이드웨이(67)내에 배열된 펌프피스톤(66), 실린더(58)내의 펌프피스톤을 이동시키기위한 파워드라이브(65), 유체를 공급하기 위해 연결하는 입구밸브 및 출구밸브, 로 구성되는 펌프에 있어서, 입구챔버(59)는 실린더(58)와 가이드웨이(67)와 연통하며, 입구밸브는 실린더(58)의 경계가장자리까지 입구챔버(59)와 펌프피스톤(66)을 향해 형성되고, 경계가장자리의 전방내의 위치와 실린더(58)내의 깊은 위치 사이에서 이동하기에 적합한 끝표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급펌프.
  26. 제25항에 있어서, 입구챔버(59)로부터 떨어져 면하는 실린더(58)의 끝에 있는 출구 밸브는 스프링 장착된 원뿔피스톤(68)을 가진 역지밸브인 것을 특징으로 하는 윤활유 공급펌프.
  27. 제26항에 있어서, 원뿔피스톤(68)은 원뿔밸브시트내에 착좌되고, 이 시트의 정점각도는 피스톤(68)의 정점각도보다 더 큰 것을 특징으로 하는 윤활유 공급펌프.
  28. 제27항에 있어서, 원뿔피스톤(68)은 비교적 연질 재료로 구성되며, 밸브시트를 형성하는 개구부는 경질 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급펌프.
  29. 제25항에 있어서, 입구챔버(59)는 압력스위치(54)와 연통하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급펌프.
  30. 제25항에 있어서, 입구챔버(59)는 플러그 커플링(64)과 연통하며, 이 커플링은 커플링이 폐쇄될 때 밸브를 개방하도록 밸브시트로부터 상승되는 역지밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급펌프.
  31. 제25항에 있어서, 파워드라이브(65)는 전자석과 스프링으로 구성되며, 전자석의 플런저는 작동하는 행정이 진행중 피스톤상에서 작동하며, 스프링은 복귀행정이 진행중 작동하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급펌프.
  32. 제31항에 있어서, 플런저 챔버(73)는 상기 전자석의 상기 플런저를 둘러싸고, 입구 챔버는 플런저 챔버(73)와 연통하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급펌프.
  33. 윤활유를 마찰방지 베어링(1)에 공급하며 마찰방지 베어링(1)에 이르는 출구끝(23)을 가지는 윤활유 공급라인(4)을 포함하는 장치(2)에 있어서, 윤활유를 증대된 압력하의 공급라인(4)내에 배치시키며 또 유지시키는 윤활유 공급라인(4)내에서 출구끝(23)에 선행하는 제어가능한 밸브(15)를 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  34. 제33항에 있어서, 밸브(15)는 전기적으로 제어가능한 자석밸브(31)인 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서, 밸브(15)는 소정의 기간과 제어된 주파수의 트리핑 신호의 시퀀스를 거쳐 각각의 마찰방지 베어링에 공급되는 윤활유의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  36. 제33항 또는 제34항에 있어서, 밸브(15)는 소정의 주파수 그러나 제어된 기간의 트리핑 신호의 시퀀스를 거쳐 각각의 마찰방지 베어링에 공급되는 윤활유의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  37. 제33항에 있어서, 윤활유 공급라인(4)은 압력용기(14)로서 설계되고, 또한 역지 밸브(32)에 의해 입구쪽을 향해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  38. 제33항에 있어서, 윤활유는 압력매체에 의해 가압되는 압력용기(14)로 부터 공급되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  39. 제33항에 있어서, 윤활유 공급라인내의 압력을 상부한계값(38)과 하부한계값(37)사이에서 유지하기 위한 제어회로를 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  40. 제33항에 있어서, 윤활유 공급라인(4)은 윤활유를 복수의 마찰 방지 베어링에 공급하기 위한 복수의 탭라인(39-41)을 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
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