KR100559349B1

KR100559349B1 - 크랭크샤프트용 베어링 및 이러한 종류의 베어링 조립 방법

Info

Publication number: KR100559349B1
Application number: KR1019990010259A
Authority: KR
Inventors: 죈니히쎈사무엘
Original assignee: 베르트질레 슈바이츠 악티엔게젤샤프트
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2006-03-15
Also published as: DE59811279D1; JP4328404B2; PL332181A1; PL190698B1; EP0945633A1; EP0945633B1; KR19990078252A; DK0945633T3; JP2000065036A

Abstract

본 발명에 따른 크랭크샤프트용 베어링은 베이스 판(1) 내로 삽입되는 베어링 쉘(17)과, 베이스 판(1)에 해체 가능하게 결합되는 적어도 2개의 림(20, 21)을 갖는 베어링 덮개(2)를 포함한다. 림(20, 21)은 측방향 외부 표면(202, 212)을 가지며, 측방향 접촉 표면(12, 13)은 베어링 덮개(2)의 림(20, 21)의 측방향 외부 표면(202, 212)에 대향하여 위치되도록 배열되는 베이스 판(1)에 제공된다. 베어링 덮개(2)의 림(20, 21)은 베이스 판(1)에 면한 림의 단부 영역(200, 210)에서 베이스 판(1)의 측방향 접촉 영역(12, 13)을 향한 방향으로 사전 응력을 받아 림(20, 21)의 측방향 외부 표면(202, 212)이 베이스 판(1)의 측방향 접촉 표면(12, 13)에 대항하여 가압된다.

베이스 판, 베어링 덮개, 크랭크샤프트용 베어링, 클램핑 장치, 림

Description

크랭크샤프트용 베어링 및 이러한 종류의 베어링 조립 방법 {BEARING FOR A CRANKSHAFT AND A METHOD FOR THE ASSEMBLY OF A BEARING OF THIS KIND}

도 1은 본 발명에 따른 크랭크샤프트용 베어링의 예시적인 실시예.

도 2는 도 1에 따른 베어링의 평면도.

도 3은 도 1의 절개선 III-III에 따른 단면도.

도 4는 도 1의 절개선 IV-IV에 따른 단면도.

도 5a는 베어링 쉘이 삽입되어 있지만 아직 사전 응력을 받지 않은 베이스 판의 단면도.

도 5b는 도 1의 V 부분에 대한 상세도.

도 6은 확대하여 예시한 도 1의 V 부분에 대한 상세도.

도 7은 도 1의 선 VII-VII를 따른 단면의 상세도.

도 8은 도 1의 선 VIII-VIII를 따른 단면의 상세도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 베이스 판

2 : 베어링 덮개

3 : 클램핑 장치

본 발명은 특허 청구 범위의 각 독립항의 발명 주제에 따른 크랭크샤프트용 베어링 및 이러한 종류의 베어링의 조립 방법에 관한 것이다.

예를 들어 조선(shipbuilding) 분야에 사용되는 것과 같은 대형 디젤 엔진은 원칙적으로 3개의 대형 하우징 부품을 포함한다. 아래에서 상부 방향으로 이것은 소위 베이스 판(base plate)(베이스 몸체; base body), 하우징(housing) 및 실린더 자켓(cylinder jacket)으로 불리운다. 이러한 3개의 하우징 부품은 타이 로드(tie rod)의 도움으로 서로 결합되어 있다. 따라서, 크랭크샤프트에 대한 저널링(journalling)은 베이스 판 내에 위치된다.

예를 들어 유럽 특허 제A-0,773,376호에 개시되어 있는 것과 같은 크랭크샤프트용으로 알려져 있는 베어링에서, 베어링 쉘은 베이스 판 내에 위치된다. 베어링 덮개는 측방향으로 림(limb)을 갖추고 있으며 베어링 덮개의 림이 베이스 판 내의 베어링 쉘 상에 놓일 때까지 조립하는 동안 상부로부터 베어링 쉘을 향해 이동된다. 통상적으로, 베어링 쉘은 베어링 덮개 자체 내에 배열되지 않고 그 대신 베어링 표면이 주조 베어링 금속(cast bearing metal)(화이트 메탈; white metal)의 층으로 형성된다. 베어링 덮개의 림은 베이스 판 내의 베어링 쉘 상에 지지되는데, 그 이유는 베이스 판 내의 베어링 쉘이 대응하는 두께로 만들어지고 베어링 덮개가 베이스 판에 고정되는 경우 베어링 쉘에 대항하여 림을 누르는 힘에 견디는 금속(예를 들어 주강(cast steel))으로 구성되어야 하기 때문이다. 베이스 판 내로 삽입 되는 베어링 쉘의 활주 표면도 마찬가지로 주조 베어링 금속(화이트 메탈)의 층에 의해 형성된다. 이러한 종류의 배열은 베어링 쉘이 (화이트 메탈과 베어링 쉘의 기초 몸체 사이를 고정하는) 큰 두께로 제조하는 관점에서 질적으로 불량하다는 것과 관련하여 불리하다.

또한, 베어링 덮개 내의 베어링 표면에 대한 손상이 동작 중에 발생하는 동적인 힘(dynamic force)에 의해 발생할 수 있으므로 대응하는 손상이 크게 되는 경우 전체 베어링 덮개가 교체되어야 한다. 이것은 복잡하고 비용이 많이 든다. 따라서, 유럽 특허 제A-0,773,376호에 개시되어 있는 대안적인 해결책은 베어링 쉘이 또한 베어링 덮개 내에 제공되는 예시적인 실시예에 관한 것이다.

유럽 특허 제A-0,773,376호에 따르면, 조립하는 동안 베어링 덮개와 그 대응 측방향 안내 표면 사이에 작은 조립 틈새가 존재한다. 따라서, 베어링 덮개는 자신이 베이스 판 내의 베어링 쉘 상에 위치될 때까지 베이스 판 내의 안내 표면을 따라 슬라이딩된다. 그 다음, 베어링 덮개는 베이스 판에 나사로 죄어진다. 이 경우, 컷아웃(cut-out)이 림의 상단 영역에 제공되고 플렌지는 림의 상단 영역 상에 제공되는데, 이 컷아웃을 통해 베이스 판에 대한 베어링 덮개의 나사 결합이 이루어진다. 나사로 죄는 동안 베어링 덮개는 림이 하단에서 외측 방향으로 이동되는 상기 방법으로 조여지는데, 이 하단을 통해 조립 틈새가 보상되며 베어링 덮개가 베이스 판의 측방향 안내 표면에 대항하여 압력을 받는다.

그 다음, 전체 베어링 표면이 가능한한 둥글어야 하기 때문에 베어링 표면이 완전히 가공된다. 그러나 어쨌든 베어링 덮개의 베어링 표면은 베어링 쉘의 베어링 표면에 대해 내부로 돌출되지 않아야 한다. 한편, 베어링 덮개의 베어링 표면은 가능한한 베어링 쉘의 베어링 표면에 대해 외측으로 너무 멀리 들어가지 않아야 하는데, 그 이유는 너무 멀리 들어가면 유체 역학적 압력 축적이 줄기 때문이다.

타이 로드(tie rod)의 도움으로 3개의 상기 하우징 부품(베이스 판, 하우징, 실린더 자켓)을 결합하는 동안 다음과 같은 현상이 발생된다. 베이스 판은 타이 로드에 가해지는 인장력(drawing force)으로 인해 대략 십 분의 수 밀리미터만큼 외측으로 펴지는데, 이 인장력에 의해 측방향 틈새가 베어링 표면과 베이스 판의 안내 표면 사이에 발생한다. 그러나, 베어링 상에 수평 힘이 작용하지 않으면 베어링 덮개는 변위되지 않는데, 그 이유는 베이스 판에 스크류로 고정되기 때문이다. 이와는 반대로, 동작 중 발생되는 동적인 힘에 의해 베어링 덮개가 이러한 틈새의 골조(framework) 내에서 이동되어 베어링 덮개가 안내 표면에 접촉하는 경우 이 힘이 베어링 덮개, 구체적으로 베어링 덮개 내의 베어링 표면으로 갑자기 전달될 수 있다. 이것은 베어링 덮개에 손상을 입히거나 또는 적어도 베어링 덮개의 평균 수명을 상당히 감소시킬 수 있다.

본 발명의 목적은 상기 지정된 단점을 피하며, 구체적으로 3개의 하우징 부품(베이스 판, 하우징, 실린더 자켓)의 결합 후에도 베어링 덮개와 베이스 판 내의 측방향 표면 사이에 측방향 틈새가 없는 베어링을 제공하는 것이다. 또한, 얇은 베어링 쉘이 제조 관점에서 질적으로 우수하기 때문에 비교적 얇은 베어링 쉘을 사용할 수 있어야 한다. 또한, 동시에 이러한 종류의 베어링을 간단히 조립할 수 있는 방법이 제안된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 베어링은 대응하는 특허 청구 범위의 독립항의 특징에 의해 특징지워지는 것으로 제안된다. 본 발명에 따른 베어링의 유리하며 바람직한 실시예 및 추가적인 개선점은 각각 종속항으로부터 기인한다.

본 발명에 따른 베어링에서, 베어링 덮개의 림은 베이스 판에 면한 림의 단부 영역에서 베이스 판의 측방향 접촉 표면을 향한 방향으로 사전 응력을 받아 림의 측방향 외부 접촉 표면이 베이스 판의 측방향 접촉 표면에 대항하여 가압된다. 베이스 판의 측방향 접촉 표면에 대항하는 림의 측방향 외부 표면의 사전 인장 또는 가압 각각을 통해, 하우징 부품(베이스 판, 하우징, 실린더 자켓)을 결합하는 동안 베어링 덮개와 베이스 판 사이의 측방향 틈새를 피할 수 있다. 즉, 사전 인장(pre-tensioning)의 결과, 베어링 덮개의 림의 외부 표면이 베이스 판이 약간 펴짐에 따라 베이스 판의 측방향 접촉 표면이 외측으로 펴져 베어링 덮개의 측방향 외부 표면과 베이스 판의 측방향 외부 표면 사이에 측방향 틈새가 발생하지 않으므로 상술한 결과(예를 들어, 힘의 작용으로 인한 베어링 덮개의 손상)를 또한 피할 수 있다.

본 발명에 따른 베어링의 하나의 예시적인 실시예에서, 별도의 클램핑 장치의 고정구용 수납부(receptions)는 베이스 판(1)으로부터 떨어져 면한 림의 단부 영역에 제공된다. 림이 베이스 판에 면한 림의 단부 영역에서 서로를 향해 이동함으로써 베이스 판의 측방향 접촉 표면을 향한 방향으로 사전 응력(pre-stressed)을 받는 방식으로 림은 이러한 단부 영역 내에서 이러한 클램핑 장치와 클램핑된다. 이러한 방법으로 원하는 사전 인장은 간단하고 신뢰할 수 있게 달성될 수 있다.

추가적인 예시적인 실시예에서, 베이스 판은 측방향 접촉 표면이 인접하는 측방향 안내 표면을 갖는데, 베어링 덮개의 측방향 외부 표면은 측방향 안내 표면에 대항하여 가압된다. 베어링 덮개와 베이스 판의 치수는, 클램핑되지 않은 상태에서 베어링 덮개의 림의 측방향 외부 표면에 대한 서로간 거리가 베이스 판의 측방향 안내 표면에 대한 서로간 거리보다 약간 작지만, 측방향 접촉 표면의 서로간의 거리보다 약간 큰 방법으로 선택된다. 이를 통해, 베어링 덮개는 측방향 접촉 표면 상에서 상부로부터 서 있을 때까지 먼저 측방향 안내 표면을 따라 조립하는 동안 상부로부터 안내될 수 있다. 그 다음, 베어링 덮개가 완전히 안착될 때까지 림이 접촉 표면 사이에서 슬라이딩할 수 있도록 (예를 들어, 상술한 클램핑 장치의 도움으로) 클램핑된다. 그 다음에, 클램핑 장치는 다시 해체되고, 베어링 덮개의 림의 측방향 외부 표면은 베이스 판의 측방향 접촉 표면에 대항하여 외부로 가압된다. 그 다음, 베이스 판에 대한 베어링 덮개의 고정이 (예를 들어, 스크류 결합에 의해) 수행된다. 따라서, 단순한 조립이 가능하다.

본 발명에 따른 베어링의 추가적인 예시적인 실시예는 지지 표면이 베이스 판뿐만 아니라 베이스 판에 면한 림의 단부의 양쪽 모두에 형성되며, 림의 지지 표면이 베이스 판의 지지 표면에 대항하여 가압되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 신뢰할 수 있고 비교적 영역이 넓은 베이스 판에 대한 베어링 덮개를 지지할 수 있다. 별도의 지지 표면 상에서 지지가 이루어지기 때문에, 베이스 판 내의 베어링 쉘과 베어링 덮개 내의 가능한 베어링 쉘 양자 모두는 비교적 얇게 설계될 수 있 고, 이것이 제조 관점에서 볼 때 유리하다.

특정의 추가적인 개발 관점에서, 베어링 덮개는 스크류 결합에 의해 베이스 판에 결합된다. 이러한 스크류 결합은 베이스 판으로부터 떨어져서 면하는 림의 단부들로부터 림을 관통하여 림과 베이스 판의 지지 표면을 관통하고, 베이스 판 내로 연장된다. 이러한 방법으로, 신뢰할 수 있는 고정이 달성되고, 특히, 베어링 덮개가 배치된 후 조립 또는 분해 각각에 대해 스크류의 접근이 용이하게 될 수 있다.

베어링 쉘은 베어링 덮개 및 베이스 판 양자 내에 삽입될 수 있다. 베어링 쉘은 각각의 경우 베어링 덮개 또는 베이스 판 각각에 대항하여 사전 응력을 받을 수 있다. 따라서, 베어링이 조립되고 동적인 베어링 힘이 동작하는 동안 발생하는 경우에도, 베어링 쉘은 베이스 판 또는 베어링 덮개 각각에 대해 변위될 수 없다. 따라서, 베어링 쉘은 정확하게 위치된다. 또한, 베어링 쉘은 베어링 덮개와 베이스 판 사이의 스크류 결합이 해체되어 베어링 덮개가 후속적으로 들어 올려지는 경우(예를 들어, 베어링 쉘의 검사시) 베어링 덮개 외측으로 떨어질 수 없다.

추가로 상술한 베어링 덮개와 베이스 판에서의 지지 표면은 거의 수평으로 연장될 수 있다. 이를 통해, 가압력(pressing force)이 베어링 덮개와 베이스 판 사이에 단순하고 양호하게 전달될 수 있다.

본 발명에 따르면, 또한 디젤 엔진, 구체적으로 상술한 바와 같이 형성되는 적어도 하나의 베어링을 포함하는 크로스 헤드 디젤 엔진(cross head diesel engine)이 제안되어 있다.

조립 절차와 관련하여, 본 발명에 따르면, 측방향 접촉 표면을 따라 베어링 덮개를 안내하기 전에 베어링 덮개의 림이 베이스 판에 면한 단부 영역에서 서로를 향한 방향으로 클램핑되어 림이 반대 방향으로 사전 응력을 받는다. 따라서, 클램핑된 베어링 덮개는 이 후 베이스 평면 상으로 완전하게 안내된다. 그 다음, 림의 클램핑이 다시 해제되어 사전 인장으로 인해 베이스 판에 면한 단부 영역에서 베이스 판의 측방향 접촉 표면에 대항하여 림이 가압된다. 그 다음에, 베어링 덮개는 베이스 판에 결합된다. 이러한 방법에 의해, 베어링의 단순한 조립이 가능하며, 3개의 하우징 부품(베이스 판, 하우징, 실린더 자켓)을 결합하는 동안 베이스 판이 약간 펴짐에도 불구하고, 사전 인장을 통해 베어링 덮개의 측방향 외부 벽과 베이스 판의 측방향 접촉 표면 사이의 측방향 틈새를 피한다.

본 발명에 따른 방법의 변형 실시예에서, 베어링 덮개의 림의 사전 인장을 위한 별도의 클램핑 장치가 베이스 판으로부터 떨어져서 면하는 림의 단부 영역에 제공된다. 그 다음, 림은 이러한 클램핑 장치에 의해 서로 멀어지는 방향으로 림의 단부 영역에서 클램핑된다. 따라서, 림은 서로를 향한 방향으로 사전 응력을 받는다. 림은 베이스 판에 면한 단부 영역에서 서로를 향한 방향으로 클램핑됨으로써 반대 방향으로 사전 응력을 받는다. 간단하며 특히 조립 동안 용이하게 접근할 수 있는 방법으로 사전 인장이 수행될 수 있으면 이러한 변형이 유리하다.

본 발명에 따른 방법의 추가적인 변형 실시예에서, 베어링 덮개와 베이스 판의 치수는, 상부로부터 베이스 판에 베어링 덮개를 안내하는 동안 상기 림이 베이스 판의 보다 좁은 수치의 측방향 접촉 표면에 대해 위로부터 접촉할 때까지 림의 측방향 외부 표면이 먼저 베이스 판 내의 측방향 안내 표면을 따라 안내되는 방법으로 선택된다. 그 다음, 베어링 덮개가 베이스 판 상으로 완전히 안내되었을 때까지 베이스 판의 측방향 접촉 표면을 따라 림이 슬라이딩될 수 있도록 림이 (예를 들어, 상술한 클램핑 장치에 의해) 클램핑된다. 그 다음, 림의 클램핑이 다시 해제되고 마지막으로 베어링 덮개가 베이스 판에 결합된다. 이러한 방법으로 간단이 조립할 수 있다.

추가적인 변형 실시예에서, 베어링 쉘은 먼저 베이스 판 및 베어링 덮개 양자 내로 삽입된다. 각 베어링 쉘은 베이스 판 또는 베어링 덮개 각각에 대항하는 사전 응력을 받는다. 이에 의해, 베이스 판 또는 베어링 덮개 각각에 대한 베어링 쉘의 위치가 항상 유지된다. 또한, 베어링 덮개의 베어링 쉘이 조립 또는 분해하는 동안 각각(예를 들어, 베어링 쉘을 검사하는 동안) 떨어질 수 없도록 베어링 쉘이 고정된다. 그 반면, 있을 수 있는 손상이 발생하는 경우에는 전체 베어링 덮개를 교체하지 않고―초기 베어링 내에서 부분적으로― 베어링 쉘만을 매 번 교체하는 것이 필요할 뿐이다.

추가적인 장점을 갖는 실시예가 도면에 도시되고 일부는 개략적인 예시 및/또는 단면적인 예시로 도시되어 있다.

도 1에서, 본 발명에 따른 크랭크샤프트용 베어링의 예시적인 실시예가 단면적인 예시(sectional illustration)로 알 수 있다. 도 2의 평면도를 참조하면, 도 1을 예시하는 절개선 I-I의 경로를 이해할 수 있다. 구체적으로 도 1에서는 베이스 판(1), 베어링 덮개(2), 베어링 덮개(2) 상에 고정되는 별도의 클램핑 장치(clamping apparatus)(3)를 이해할 수 있다.

베어링 덮개(2)는 원호 형상으로 연장되는 웨브(web; 22)에 의해 서로 결합되며 웨브(22)와 함께 베어링 덮개(2)를 형성하는 2개의 측방향 림(limb; 20, 21)을 포함한다. 2개의 림(20, 21) 각각은 베이스 판(1)과 이격된 상태로 마주하는 단부 영역(201 또는 211)뿐만 아니라 단부 영역(200 또는 210)을 각각 포함한다. 수납부(receptions; 211a)는 클램핑 장치(3) 또는 클램핑 장치의 림(30)의 단부(30a)를 위해서 각각 단부 영역(201, 211)에 제공된다(좌측 절반에서 림 단부는 단지 절개선의 경로로 인해 실제로 보이지 않기 때문에 파선으로 표시됨). 클램핑 장치(3) 자체는 원호형 웨브(22) 상의 평탄부(220) 상의 구멍에 고정된다. 마지막으로, 베어링 덮개(2) 내의 베어링 쉘(23)이 베어링 덮개 내에 삽입되어 베어링 덮개에 대항하는 사전 응력을 받고 있다는 것을 알 수 있다.

베이스 판(1)은 측방향 안내 표면(10, 11)과, 림(20, 21)의 측방향 외부 표면(202, 212) 각각에 대해 이러한 측방향 안내 표면에 인접하는 측방향(수직) 접촉 표면(12, 13)을 포함한다. 또한, 수평으로 배열되며 평평한 지지 표면(14, 15)이 베이스 판(1)에 제공되며, 이 지지 표면(14, 15)에 대해 베어링 덮개(2)의 림(20, 21)에 각각 제공되는 대응 지지 표면(203, 213)이 접촉한 상태로 놓인다. 베어링 덮개(2) 및 베이스 판(1)은 스크류 (S)에 의해 결합되는데, 이 스크류 (S)는 림(20 또는 21)을 각각 관통하여 베어링 덮개의 단부 영역(201, 211) 각각으로부터 지지 표면(203, 213)을 각각 관통하고 베이스 판(1)의 대응 지지 표면(14, 15)을 관통하 여 베이스 판(1) 내의 대응 구멍 내로 연장된다(구멍(16)만이 도 1에 도시됨). 또한, 베어링 쉘(17)이 베이스 판(1) 내로 삽입되어 베이스 판에 대항하는 사전 응력을 받는다는 것을 알 수 있다.

림(20, 21)의 측방향 외부 표면(202, 212)의 서로간 거리는 베이스 판(1)의 측방향 안내 표면(10, 11)의 서로에 대한 거리보다 클램핑되지 않은 상태에서는 약간 작다. 그러나, 2개의 측방향 접촉 표면(12, 13)의 서로에 대한 거리보다는 약간 크다.

베어링 덮개(2)의 조립시, 베어링 덮개(2)는 치수가 더 큰 것으로 인해 자신이 베이스 판(1)의 측방향 접촉 표면(12, 13) 각각에 대해 상부로부터 접촉하게 될 때까지 베이스 판(1)의 측방향 안내 표면(10, 11)을 따라 먼저 안내되게 된다. 그 다음, 림(20, 21)의 단부 영역(201, 211)이 클램핑 장치(3)에 의해 서로로부터 멀어지도록 벌려진다. 따라서, 이 단부 영역(201, 211)은 서로를 향한 방향으로 사전 응력을 받는다. 그에 따라 단부 영역(200, 210)은 서로를 향해 이동된다. 단부 영역(200, 210)이 서로를 향해 이동함으로써 림(20, 21)의 지지 표면(203, 213)이 각각 지지 표면(14, 15) 상에 놓일 때까지 림(20, 21)이 측방향 접촉 표면(12, 13) 사이에서 슬라이딩될 수 있도록 함으로써 베어링 덮개(2)가 베이스 판(1)까지 완전히 안내된다. 그 다음, 생성되는 사전 인장(pre-tensioning)은 클램핑 장치(3)에 의해 다시 해제되는데, 클램핑 장치를 통해 림(20, 21)의 단부 영역(201, 211)이 사전 인장의 결과로서 서로를 향해 다시 이동하고 단부 영역(200, 210)이 사전 인장의 결과로서 서로로부터 멀어지도록 다시 이동되어 단부 영역(200, 210)이 베이 스 판의 측방향 접촉 표면(12, 13)에 대항하여 가압된다. 베어링 덮개(2) 및 베이스 판(1)은 스크류(S)에 의해 서로 결합된다. 베어링 표면, 즉 베어링 쉘(23, 17)의 내부 표면은 둥근 활주 표면(round running surface)을 얻으며 크랭크샤프트의 유체 역학적 저널링(hydrodynamic journalling)이 가능하도록 가공된다(turn out).

베어링의 조립 후, 하우징 부품(베이스 판(1), 하우징―도시되지 않음, 실린더 자켓―도시되지 않음)은 타이 로드 및 베이스 판(1)에 의해 서로 결합되고, 또한 베이스 판(1)의 측방향 안내 표면(10, 11), 구체적으로 접촉 표면(12, 13)은 외측으로, 즉 서로 멀어지는 방향으로 약간 펴진다. 따라서, 측방향 틈새(clearance)가 베어링 덮개(2)의 각 림(20, 21)의 각 측방향 외부 표면(202, 212) 및 베이스 판(1)의 각 대응 접촉 표면(12, 13) 사이에 발생될 수 있다. 그러나, 사전 인장의 결과, 림(20, 21)의 단부 영역(200, 210)은 상기 펴짐을 추종(follow)할 수 있다. 따라서, 림(20, 21)의 단부 영역(200, 210)은 하우징 부품의 결합부 내에 펴짐이 발생될 수 있다 하더라도, 베이스 판(1)의 접촉 표면(12, 13)에 대해 가압된 상태를 유지한다. 베이스 판(1)의 이러한 소량의 펴짐에도 불구하고, 베이스 판(1)의 베어링 쉘(17)에 대한 베어링 덮개(2) 내의 베어링 쉘(23)의 위치는 베어링 덮개(2)의 각 림(20, 21)이 사전 인장된 결과로 베이스 판의 펴짐을 추종할 수 있다. 따라서, 베이스 판의 외부 방향 펴짐은 유체역학적 저널링(hydrodynamic journalling)의 형성을 방해하지 않는다.

도 6에 확대된 배율로 도시되는 도 1의 상세 단면도는 베어링 덮개(2)의 림(21)의 외부 표면(212)이 클램핑 장치(3)(도 1 참조)의 삽입 및 해체 후 단부 영 역(210) 내의 접촉 표면(13)에 대항하여 가압되는 방법을 도시한다. 또한, 베어링 덮개(2)의 지지 표면(213)과 베이스 판(1)의 지지 표면(15)이 서로에 대해 떠받친다는 것을 이러한 예시에서 알 수 있다.

도 3은 도 1의 절개선 III-III에 따른 단면도를 도시한다. 클램핑 장치(3)가 확장부로서 나사형 스터드(threaded stud)(310)를 갖는 링(31)에 의해 작동될 수 있다는 것을 도 3으로부터 알 수 있다. 클램핑 장치(3)의 기능 방법은 도 1 및 도 3과 관련하여 바로 명백해 진다. 링(31)을 회전시킨 다음 나사형 스터드(310)는 추가로 (회전 방향에 따라) 원호 형상으로 확장되는 웨브(22)의 평탄부(220) 내의 구멍으로 들어가는 방향으로 또는 나오는 방향으로 이동한다. 나사형 스터드(310) 상에 배열되는 몸체(311)는 자신이 어떻게 나사형 스터드와 함께 회전하는가에 관계없이 링(31)이 회전하는 경우 평탄부(220)를 향한 방향 또는 평탄부(220)로부터 멀어지는 방향으로 나사형 스터드(310) 및 링(31)과 함께 이동한다. 이동 방향에 따라, 클램핑 장치(3)의 림(30)을 외측으로 밀어서 차례로 각 림(20, 21)의 각 단부 영역(201, 211)을 바깥쪽으로 가압하거나 또는 사전 인장의 결과로서 각 림(20, 21)의 이러한 각 단부 영역(201, 211)에 의해 안쪽으로 가압된다.

또한, 도 3에서는(또한 도 1에서도) 윤활유가 공급되거나 추가로 운반될 수 있는 홈(groove; 221, 231) 각각이 베어링 덮개(2) 및 베어링 쉘(23)의 베어링 표면 양 부분 내에 제공된다는 것을 알 수 있다. 베어링 쉘(23)의 최상부 지점에서 통로 구멍(230)이 베어링 쉘(23) 내에 제공되는데, 윤활유는 통로 구멍(230)을 통해 베어링 쉘(23)및 크랭크샤프트 사이의 베어링 덮개(2) 내의 홈(221)으로부터 들 어 온다. 윤활유는 베어링 쉘 내의 홈(221) 내에서 회전하는 크랭크샤프트에 의해 추가로 이송되거나 회전하는 크랭크샤프트를 따라 이송된다.

크랭크샤프트와 베어링 쉘(23, 17) 사이에는 상부로부터 하부로 갈수록 점차 좁아지는 갭(gab)이 있다. 이러한 갭의 웨지 형태를 통해 높은 압력이 크랭크샤프트와 베어링 쉘 사이에 생성되어 크랭크샤프트의 유체역학적 저널링이 달성된다. 이것이 가능하도록 하기 위해, 베어링 쉘(23)은 어떠한 경우에도 베어링 쉘(17)에 대해 내부로 돌출되지 않아야 한다. 본 발명의 경우 두 개의 베어링 쉘의 동일 평면 배열(flush arrangement)이 이러한 종류의 유체역학적 베어링을 형성하기 위해서 최적이므로 둥근 활주 표면이 최선이다(원칙적으로 크랭크샤프트의 유체역학적 저널링이 파손되지 않고 베어링 쉘(17)에 대한 베어링 쉘(23)의 소량의 외부 방향 변위가 허용될 수 있음).

도 4는 도 1의 절개선IV-IV를 따른 단면을 도시한다. 이러한 단면과 관련하여, 베어링 덮개(2) 및 베이스 판(1)이 각 측면, 구체적으로는 각각의 경우에 두 개의 스크류(S)를 갖는 림(21)의 측면 상에서 서로 결합된다는 것을 용이하게 알 수 있다. 또한, 통로(passage; 18)가 아래로부터 들어오고, 윤활유가 이 통로를 통해 공급되어 크랭크샤프트 및 베어링(23) 사이의 최상부 지점에서 베어링 쉘(23) 내의 개구부(opening; 230)를 통해 베어링 덮개 내의 홈(221) 내로 들어간다(이에 대해서는 도 1 및 도 3 참조).

도 5a 및 도 5b는 베어링 쉘(17)이 사전 응력을 받고/받거나 베이스 판(1) 내에 고정되는 방법을 도시한다. 이에 대해 도 5a에서는 화이트 메탈의 베어링 표 면(17a)과 함께 베어링 쉘(17)이 사전 응력을 받지 않은 상태에서 베이스 판(1) 상에서 상부 방향으로 돌출된다는 것을 알 수 있다. 즉, 상부 방향으로 크기가 초과된 상태로 제조된다. 유사한 참조 부호는 베어링 덮개(2) 내의 베어링 쉘(23)에 대해서도 상기 사항이 적용된다. 베어링 덮개(2) 및 베이스 판(1)이 서로 결합되는 경우, 베어링 쉘(17, 23)은 내부에서 각각 베이스 판(1) 및 베어링 덮개(2) 각각에 대항하는 사전 응력이 부여된다.

도 5b를 참조하면, 베어링 쉘(17)이 스크류(N)의 도움으로 자신의 위치에 장착된다는 것을 알 수 있다. 다른 측면 상에서 대응 스크류(N)가 마찬가지로 베어링 쉘(17)의 위치에 제공된다. 베어링 쉘(17)은 베이스 판(1)에 대해 이동할 수 없도록 스크류(N)에 의해 그 위치에 장착된다. 베어링 덮개(2) 내의 베어링 쉘(23)에 대해서도 동일하다. 베어링 덮개(2)는 스크류(N)에 의해 장착된 결과 (예를 들어, 베어링 쉘을 검사하기 위해) 들어 올려지는 경우에도 떨어질 수 없다. 도 5a의 예시는 매우 과장된 것으로 이해하여야 한다. 실제로 베어링 쉘(17)은 사전 응력을 받지 않은 상태에서 베이스 판(1)내의 함몰부(depression)의 상부 에지 위로 단지 약간 돌출한다. 예를 들어, 십 분의 수 밀리미터 정도만 돌출한다.

도 7 및 도 8 각각은 각 절개선 VII-VII와 VIII-VIII에 따른 단면도를 도시한다. 도 7 및 도 8에서는 특히 베이스 판(1) 및 베어링 덮개(2) 각각 내의 베어링 쉘(17, 23)의 위치에 대한 스크류(N)의 양호한 배열을 알 수 있다. 또한, 도 2의 스크류(N)의 이러한 배열을 알 수 있다. 도 7을 더욱 자세히 살펴보면 2개의 스크류(N)외에도 베어링 쉘(17, 23)의 서로에 대한 위치 지정을 용이하게 하는 위치 핀(P)을 알 수 있다. 또한, 베어링 덮개(2)(도 3 참조) 내의 홈(221)의 단부를 알 수 있으며, 도 8에서는 윤활유가 공급되는 통로(18)(도 3 참조)의 단부를 알 수 있다.

본 발명은 3개의 부품(베이스 판, 하우징, 실린더 자켓)의 결합 후에도 베어링 덮개와 베이스 판 내의 측방향 표면 사이에 측방향 틈새가 없는 베어링을 제공할 수 있다.

Claims

베이스 판(1) 내에 삽입되는 베어링 쉘(17)과, 베이스 판(1)에 해체 가능하게(releasably) 결합되는 적어도 두 개의 림(limb; 20, 21)을 갖는 베어링 덮개(2)―여기서 림(20, 21)은 측방향 외부 표면(202, 212)을 가지며, 측방향 접촉 표면(12, 13)은 베어링 덮개(2)의 림(20, 21)의 상기 측방향 외부 표면(202, 212)에 대향하여 위치되도록 배열되는 상기 베이스 판(1)에 제공됨―를 포함하고,

상기 베어링 덮개(2)의 림(20, 21)은 상기 베이스 판(1)과 접촉하는 단부 영역(200, 210)에서 베이스 판(1)의 측방향 접촉 표면(12, 13)을 향하는 방향으로 사전 응력을 받아 림(20, 21)의 측방향 외부 표면(202, 212)이 베이스 판(1)의 측방향 접촉 표면(12, 13)에 대항하여 가압되는

크랭크샤프트용 베어링.
제1항에 있어서,

상기 베이스 판(1)으로부터 떨어져서 면하는(face) 림의 단부 영역(201, 211)에서, 림(20, 21)이 베이스 판(1)에 면하는 상기 단부 영역(200, 210)에서 서로를 향해 이동함으로써 베이스 판(1)의 측방향 접촉 표면(12, 13)을 향한 방향으로 사전 응력을 받는 방식으로 림(20, 21)이 상기 단부 영역(201, 211) 내에 클램핑될 수 있는 수단에 의해 수납부(reception; 211a)가 별도의 클램핑 장치(3)의 고정구용으로 제공되는 크랭크샤프트용 베어링.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 베이스 판(1)은 상기 베어링 덮개의 림(20, 21)의 측방향 외부 표면(202, 212)이 대항하여 가압되며, 상기 측방향 접촉 표면(12, 13)에 인접하는 측방향 안내 표면(10, 11)을 가지고,

상기 베어링 덮개(2) 및 베이스 판(1)의 치수는, 클램핑되지 않은 상태에서 베어링 덮개(2)의 림(20, 21)의 측방향 외부 표면(202, 212)에 대한 서로간 거리가 베이스 판(1)의 측방향 안내 표면(10, 11)에 대한 서로간 거리보다 약간 작지만, 측방향 접촉 표면(12, 13)의 서로간 거리보다 약간 큰 방식으로 선택되는

크랭크샤프트용 베어링.
제1항 또는 제2항에 있어서,

지지 표면(203, 213, 14, 15)이 베이스 판(1)과 접촉하는 림(20, 21)의 상기 단부(200, 210) 양자 모두에서 형성되며.

상기 림(20, 21)의 지지 표면(203, 213)이 베이스 판(1)의 지지 표면(14, 15)에 대항하여 가압되는

크랭크샤프트용 베어링.
제4항에 있어서,

상기 베어링 덮개(2)는 스크류 결합부(S)에 의해 상기 베이스 판(1)에 결합 되고, 상기 스크류 결합부(S)는 베이스 판(1)으로부터 떨어져서 면하는 상기 림(20, 21)의 상기 단부(201, 211)로부터 상기 림(20, 21)을 관통하여 림(20, 21) 및 상기 베이스 판(1)의 지지 표면(203, 213, 14, 15)을 관통하고 베이스 판(1) 내로 연장되는 크랭크샤프트용 베어링.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 베어링 쉘(23, 17)이 상기 베어링 덮개(2) 내부 및 베이스 판(1) 내부 양자 모두에 삽입되고, 베어링 쉘(23, 17)이 각각의 경우에 베어링 덮개(2) 또는 베이스 판(1) 각각에 대항하여 사전 응력을 받는 크랭크샤프트용 베어링.
제4항에 있어서,

상기 지지 표면(203, 213, 14, 15)이 베어링 덮개(2)및 베이스 판(1)에서 대체로 수평으로 연장되는 크랭크샤프트용 베어링.
제1항 또는 제2항에 따른 적어도 하나의 베어링을 포함하는 디젤 엔진(diesel engine).
베어링 쉘(17)이 베이스 판(1) 내로 삽입되고, 베어링 덮개(2)가 베이스 판(1)을 향해 후속적으로 안내되어 베이스 판(1)에 결합되고,

상기 베어링 덮개(2)는 자신이 안내되는 경우 베이스 판(1)의 대응 측방향 접촉 표면(12, 13)을 따라 안내될 수 있는 측방향 외부 표면(202, 212)을 각자가 가지는 적어도 두 개의 림(20, 21)을 구비하며,

상기 측방향 접촉 표면(12, 13)을 따라 상기 베어링 덮개(2)를 안내하기 전에 베어링 덮개(2)의 림(20, 21)이 베이스 판(1)에 면하는 림(20, 21)의 단부 영역(200, 210)에서 서로를 향한 방향으로 클램핑되어 림(20, 21)은 반대 방향으로 사전 응력을 받으며,

상기 클램핑된 베어링 덮개(2)는 이후 베이스 판(1)의 측방향 접촉 표면(12, 13)을 따라 베이스 판(1)에 완전히 안내되며,

상기 림(20, 21)의 클램핑이 그 다음에 다시 해제되어, 사전 인장의 결과 림(20, 21)은 베이스 판(1)에 면한 림(20, 21)의 단부 영역(200, 210) 내의 베이스 판(1)의 측방향 접촉 표면(12, 13)에 대항하여 가압되고,

베어링 덮개(2)는 후속적으로 베이스 판(1)에 결합되는

크랭크샤프트용 베어링 조립 방법.
제9항에 있어서,

별도의 클램핑 장치(3)가 상기 베어링 덮개(2)의 림(20, 21)을 클램핑하기 위해 베이스 판(1)으로부터 떨어져 면한 림(20, 21)의 단부 영역(201, 211)에 제공되며,

상기 림(20, 21)은 상기 단부 영역(201, 211)에서 상기 클램핑 장치(3)―여기서 클램핑 장치(3)에 의해 림(20, 21)은 베이스 판(1)에 면하는 상기 단부 영역(200, 210)에서 서로를 향한 방향으로 클램핑되어 반대 방향으로 사전 응력을 받음―에 의해 서로로부터 멀어지는 방향으로 후속적으로 사전 응력을 받는

크랭크샤프트용 베어링 조립 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 베어링(2) 및 베이스 판(1)의 치수가, 베어링 덮개(2)가 베이스 판(1)을 향해 위로부터 안내되는 경우 상기 림(20, 21)이 베이스 판(1)의 보다 좁은 치수의 측방향 접촉 표면(12, 13)에 대항하여 접촉할 때까지 림(20, 21)의 측방향 외부 표면(202, 212)이 베이스 판(1) 내의 측방향 안내 표면(10, 11)을 따라 상부로부터 먼저 안내되는 방식으로 선택되며,

상기 베어링 덮개(2)가 베이스 판(1) 상에 완전히 안내될 때까지 베이스 판(1)의 상기 측방향 접촉 표면(12, 13)을 따라 상기 림(20, 21)이 슬라이딩될 수 있도록 림(20, 21)이 후속적으로 클램핑되고,

그 다음에, 림(20, 21)의 클램핑이 해제되며,

마지막으로, 베어링 덮개(2)가 베이스 판(1)에 결합되는

크랭크샤프트용 베어링 조립 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,

베어링 쉘(17, 23)이 베이스 판(1) 및 베어링 덮개(2) 양자 내로 삽입되고,

각 베어링 쉘(17, 23)이 베이스 판(1)의 방향으로 또는 베어링 덮개(2)의 방향으로 각각 사전 응력을 받는

크랭크샤프트용 베어링 조립 방법.