KR100989668B1 - 선형 운동 안내용 유체정역학적 베어링 - Google Patents

선형 운동 안내용 유체정역학적 베어링 Download PDF

Info

Publication number
KR100989668B1
KR100989668B1 KR1020057003447A KR20057003447A KR100989668B1 KR 100989668 B1 KR100989668 B1 KR 100989668B1 KR 1020057003447 A KR1020057003447 A KR 1020057003447A KR 20057003447 A KR20057003447 A KR 20057003447A KR 100989668 B1 KR100989668 B1 KR 100989668B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bearing
groove
fluid
delete delete
carriage
Prior art date
Application number
KR1020057003447A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050073449A (ko
Inventor
케빈 리 와슨
테렌스 시한
다니엘 소로카
Original Assignee
하딘지 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하딘지 인코포레이티드 filed Critical 하딘지 인코포레이티드
Publication of KR20050073449A publication Critical patent/KR20050073449A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100989668B1 publication Critical patent/KR100989668B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/02—Sliding-contact bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/008—Systems with a plurality of bearings, e.g. four carriages supporting a slide on two parallel rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/02—Sliding-contact bearings
    • F16C29/025—Hydrostatic or aerostatic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/08—Arrangements for covering or protecting the ways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/08—Arrangements for covering or protecting the ways
    • F16C29/084—Arrangements for covering or protecting the ways fixed to the carriage or bearing body movable along the guide rail or track
    • F16C29/086—Seals being essentially U-shaped, e.g. for a U-shaped carriage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/08—Arrangements for covering or protecting the ways
    • F16C29/084—Arrangements for covering or protecting the ways fixed to the carriage or bearing body movable along the guide rail or track
    • F16C29/088—Seals extending in the longitudinal direction of the carriage or bearing body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0629—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0629—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion
    • F16C32/064—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion the liquid being supplied under pressure
    • F16C32/0644—Details of devices to control the supply of liquids to the bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0629—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion
    • F16C32/064—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion the liquid being supplied under pressure
    • F16C32/0651—Details of the bearing area per se
    • F16C32/0659—Details of the bearing area per se of pockets or grooves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

본 발명은 상대적인 힘들이 가해지는 경우에 캐리지와 레일 사이의 유체 갭을 유지시키는, 자기-보상 유체정역학적 (가압된 유체막) 선형 베어링에 관한 것이다. 상기 레일 및 짝지어진 캐리지의 기하학적 형상은 베어링으로 하여금 캐리지의 좋지 않은 과도한 변형없이 매우 높은 강성 및 하중 허용능력을 가지도록 할 수 있다. 상기 캐리지들은 유체 갭의 변화들에 응답하여 매우 큰 회복력을 제공하도록 유체 압력을 제어 및 사용하는 베어링 그루브들 및 랜드들을 포함한다. 상기 베어링 갭으로부터 나오는 유체는 상기 베어링 캐리지로부터 바로 누설되는 것이 방지되며, 그 대신 유체가 펌핑되는 소스로 다시 돌려짐으로써, 베어링 캐리지를 밀봉시키고 윤활 유체의 취급을 단순화시킬 수 있다. 상기 유체정역학적 베어링은 컴팩트하고 종래의 선형 베어링들과 양립가능한 볼트-포-볼트가 되도록 특별히 설계된다.

Description

선형 운동 안내용 유체정역학적 베어링{HYDROSTATIC BEARING FOR LINEAR MOTION GUIDANCE}
본 발명은 기계적 베어링에 관한 것으로, 특히 선형 운동 안내를 위한 유체정역학적 베어링(hydrostatic bearing; 정압 베어링)에 관한 것이다.
선형 베어링(linear bearing)은 통상적으로 캐리지(carriage) 및 상기 캐리지 상에 슬라이딩가능하게(slideably) 장착된 레일(rail)을 포함한다. 머신 툴(machine tool)의 가동부와 같은 구성요소는 통상적으로 상기 캐리지와 함께 레일을 따라 슬라이딩 이동을 하기 위하여 상기 캐리지 상에 제거가능하게 장착된다. 종래의 선형 베어링은 캐리지와 레일간의 마찰을 줄이기 위하여 구름 요소들(rolling elements) 또는 폴리머 라이닝(polymer linings)들을 사용한다.
유체정역학적 선형 베어링에 있어서, 윤활 유체(lubricating fluid)는 고압으로 캐리지 및 레일 안으로 펌핑되어, 큰 하중(load)이 캐리지와 레일에 가해지는 경우라도, 캐리지가 레일을 따라 슬라이딩할 때 윤활제의 박막이 캐리지와 레일 사이에서 유지되도록 한다. 상기 윤활 유체는 캐리지 및 레일 내에 제공된 얕은 캐비티(shallow cavities) 및 채널 안으로 유동된다. 이러한 캐리지 및 레일 내의 캐비티는 베어링 포켓(bearing pockets)으로 불리우기도 한다.
캐리지와 레일 사이에 유체 박막을 유지하기 위하여, 일부 유체 유동 저항(fluid flow resistance) 또는 보상(compensation)이 베어링에 제공되어야만 한다. 통상적으로, 모세관, 오리피스(orifice) 및 제어 밸브들이 소요 저항 또는 보상을 제공하는데 사용된다. 유체정역학적 베어링은 또한 자기-보상 타입일 수도 있는데, 여기서 베어링 포켓들 내의 저항성 랜드(resistive lands)(즉, 유체 유동이 제한되는 평탄한 영역), 또는 여타의 베어링 포켓 피처(feature)들이 소요 유동 저항 또는 보상을 제공하는데 사용된다.
유체정역학적 베어링들은 수많은 적용예들에 매우 바람직한데, 그 이유는 그들이 일반적으로 매우 높은 강성(stiffness), 높은 하중 허용능력(load capacity), 낮은 마찰, 무마모, 높은 댐핑(damping) 및 오염에 대한 저항성을 가지기 때문이다. 이러한 장점들은 모두 유체정역학적 베어링이 머신 툴 적용예에 있어서 특별히 바람직하게 만드는데, 여기서 높은 견고성(rigidity) 및 댐핑 능력들을 갖는 선형 베어링들은 과도한 진동이 없는 매우 정밀한 운동을 가능하게 할 필요가 있다.
이러한 장점들에도 불구하고, 유체정역학적 베어링들은 머신 툴 산업분야에서 널리 사용되지 않고 있는데, 그 이유는 그 설치 및 사용에 있어서 실제적인 수많은 문제점들이 있기 때문이다. 예를 들어, 통상적인 보상 디바이스, 오리피스 및 제어 밸브들은 종종 머신 툴에 적절하게 설치하기가 너무 어렵고, 또한 정교하고(delicate) 고가이며 또는 합리적인 사용가능 수명을 제공하기에는 너무 오염되는 경향이 있을 수도 있다. 부가적으로는, 윤활용으로 사용되는 유체가 기계가공 공정에 사용되는 냉각제(coolant) 및 칩(chip)들에 의해 오염되기가 쉽다. 이러한 이유 들로 인하여, 구름 요소들에 기초한 선형 베어링들이 머신 툴 산업분야에서 주로 사용되어 왔다.
본 발명의 일 형태는 자기-보상 유체정역학적 베어링에 관한 것이다. 자기-보상 유체정역학적 베어링은 베어링 레일 및 상기 베어링 레일 상에서 유체정역학적으로 지지되어 움직이도록 장착되게 구성 및 배치된 베어링 캐리지를 포함한다. 상기 베어링 캐리지는 상기 베어링 레일에 대향하는 표면들 상에 제공된 복수의 자기-보상 베어링 패드들을 포함한다. 상기 베어링 패드들은 서로 그리고 가압된 유체원(pressurized fluid source)과 유체 연통(fluid communication)되도록 구성 및 배치된다.
각각의 실링 구조체들이 베어링 캐리지의 엔드 부분(end portion)들 상에 제공된다. 상기 엔드 실링 구조체들의 1 이상의 에지가 상기 베어링 레일과 맞물려(engage), 유체정역학적 유체가 상기 베어링 캐리지와 상기 베어링 레일 사이로부터 누설되는 것을 방지하게 된다. 사이드 실링 구조체(side sealing structure)들이 상기 베어링 캐리지의 사이드 부분들 상에 제공되고 베어링 캐리지의 길이의 적어도 일부분을 연장시킨다. 상기 사이드 실링 구조체의 1 이상의 에지가 베어링 레일과 맞물려, 유체정역학적 유체가 상기 베어링 캐리지와 상기 베어링 레일 사이로부터 누설되는 것을 방지하게 된다.
상기 베어링은 또한 상기 엔드 및 사이드 실링 구조체들에 의해 밀봉되는 베어링 캐리지의 부분들 내에 제공된 유체 복귀 시스템(fluid return system)을 포함한다. 상기 유체 복귀 시스템은 유체를 가압된 유체원을 향하여 돌리도록 구성 및 배치된다.
본 발명의 또다른 형태는 자기-보상 유체정역학적 베어링에 관한 것이다. 상기 베어링은 유체정역학적 베어링을 지지하도록 구성 및 배치된 실질적으로 인접한 1 이상의 지지면을 갖는 베어링 레일 및 상기 베어링 레일 상에서 유체정역학적으로 지지되어 움직이도록 장착되게 구성 및 배치된 베어링 캐리지를 포함한다.
상기 베어링 캐리지는 상기 베어링 레일에 대향하는 표면들 상에 제공된 복수의 자기-보상 베어링 패드들을 포함한다. 상기 베어링 패드들은 서로 그리고 가압된 유체원과 유체 연통되도록 구성 및 배치된다. 실링 구조체는 베어링 캐리지의 부분들 상에 제공된다. 상기 실링 구조체의 1 이상의 에지가 베어링 레일에 맞물려, 유체정역학적 유체가 베어링 캐리지와 베어링 레일 사이로부터 누설되는 것을 방지하게 된다. 상기 베어링 캐리지는 또한 상기 실링 구조체에 의해 밀봉되는 베어링 캐리지의 부분들 내에 제공된 유체 복귀 시스템을 포함한다. 상기 유체 복귀 시스템은 유체를 상기 가압된 유체원을 향해 돌리도록 구성 및 배치된다.
본 발명의 또다른 형태는, 1 이상의 베어링 패드 및 유체 회수 시스템(fluid recovery system)을 포함하는 베어링 캐리지에 관한 것이다. 상기 베어링 패드들은 가압된 유체원으로부터 유체를 수용하고, 상기 유체가 베어링 그루브(bearing groove)들과 저항성 랜드들의 집합부(collection)에 걸쳐 선택적으로 유동하도록 구성 및 배치되어, 상기 베어링 캐리지와 이 베어링 캐리지가 이동을 위해 장착되는 구조체 사이에 지지 유체층을 생성하도록 한다.
상기 유체 회수 시스템은 상기 베어링 캐리지와 이 베어링 캐리지가 이동을 위해 장착되는 구조체 사이의 공간으로부터 밖으로 유체가 유동하는 것을 방지하고, 상기 유체를 상기 가압된 유체원을 향해 다시 돌리도록 구성 및 배치된다. 상기 유체 회수 시스템은 인접한 엔드 및 사이드 부분들을 갖는 실링 구조체를 포함한다. 상기 엔드 부분들은 베어링 캐리지의 단부들을 밀봉하도록 구성 및 배치되고, 상기 사이드 부분들은 베어링 캐리지의 측면들의 적어도 일부분을 따라 연장되도록 구성 및 배치되어 상기 측면들을 밀봉시키게 된다. 상기 엔드 부분들은 이중-리핑된 시일(double-lipped seal)을 포함한다. 상기 이중-리핑된 시일의 제1립은 상기 베어링 캐리지가 이동을 위해 장착되는 구조체와 맞물리고, 상기 이중-리핑된 시일의 제2립은 데브리(debris)가 베어링 캐리지로 들어가는 것을 방지한다. 상기 유체 회수 시스템은 또한 베어링 캐리지의 부분들에 의해 형성되어 실링 구조체에 의해 밀봉되는 저장부 구조체(reservoir structure) 및 상기 베어링 패드들로부터 상기 저장부 구조체들로 가압된 유체를 인도하도록 구성되고 적합한 드레인 그루브(drain groove)들을 포함한다.
본 발명의 또다른 형태들은 유체정역학적 베어링들 상에 장착된 머신 툴들 혹은 그 일부분들에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 형태는 베어링 캐리지에 관한 것이다. 상기 베어링 캐리지는, 가압된 유체원으로부터 유체를 수용하여 상기 유체가 베어링 그루브들과 저항성 랜드들의 집합부에 걸쳐 선택적으로 유동하도록 하여, 상기 베어링 캐리지와 이 베어링 캐리지가 이동을 위해 장착되는 구조체 사이에 지지 유체층을 생성하도록 구성 및 배치된 1 이상의 베어링 패드들을 포함한다.
상기 베어링 캐리지는 또한 상기 베어링과 상기 베어링 캐리지가 이동을 위해 장착되는 구조체 사이의 공간으로부터 밖으로 유체가 유동하는 것을 방지하고, 상기 유체를 상기 가압된 유체원을 향해 다시 돌리도록 구성 및 배치된 유체 회수 시스템을 포함한다. 상기 유체 회수 시스템은 인접한 엔드 및 사이드 부분들을 갖는 실링 구조체를 포함한다. 상기 엔드 부분들은 베어링 캐리지의 단부들을 밀봉하도록 구성 및 배치된다. 상기 사이드 부분들은 베어링 캐리지의 측면들의 적어도 일부분을 따라 연장되도록 구성 및 배치되어 상기 측면들을 밀봉시키게 된다. 상기 엔드 부분들은 이중-리핑된 시일을 포함한다. 상기 이중-리핑된 시일의 제1립은 상기 베어링 캐리지가 이동을 위해 장착되는 구조체와 맞물리고, 상기 이중-리핑된 시일의 제2립은 데브리가 베어링 캐리지로 들어가는 것을 방지한다.
상기 베어링 캐리지는 또한 베어링 캐리지의 부분들에 의해 형성되고 실링 구조체에 의해 밀봉되는 저장부 구조체들 및 상기 베어링 패드들로부터 상기 저장부 구조체들로 가압된 유체를 인도하도록 구성 및 배치된 드레인 그루브들을 포함한다.
본 발명의 또다른 형태는 유체정역학적 베어링에 관한 것이다. 상기 유체정역학적 베어링은 베어링 레일 및 이 베어링 레일 상에서 유체정역학적으로 지지되어 움직이도록 장착되게 구성 및 배치된 베어링 캐리지를 포함하여 이루어진다. 상기 베어링 캐리지는 상기 베어링 레일에 대향하는 표면들 상에 제공된 1 이상의 베어링 패드들을 포함한다. 상기 베어링 패드들은 가압된 유체원과 유체 연통되도록 구성 및 배치된다.
상기 베어링 캐리지는 또한 인접한 엔드 및 사이드 부분들을 갖는 실링 구조체 및 시일 수용 그루브(seal receiving groove)들을 포함한다. 상기 실링 구조체의 적어도 일부분은 상기 시일 수용 그루브들 내에 수용되도록 되어 있다. 상기 실링 구조체의 엔드 부분들은 이중-리핑된 시일들을 포함한다.
유체 복귀 시스템은 또한 베어링 캐리지 내에 포함된다. 상기 유체 복귀 시스템은 베어링 패드들과 유체 연통되는 복수의 드레인 그루브들을 포함한다. 상기 복수의 드레인 그루브들의 적어도 일부는 베어링 패드들과 상기 실링 구조체의 사이드 부분들 사이에 위치된다.
본 발명의 또다른 형태는 유체정역학적 베어링 캐리지를 밀봉하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 유체정역학적 유체가 베어링 내에 제공된 유체정역학적 베어링 패드들로부터 베어링 캐리지의 측면들을 따라 제공된 드레인 그루브들 안으로 유동되도록 유발 또는 허용하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 드레인 그루브들로부터 밖으로 유동되는 유체정역학적 유체를 캡처(capture)하기 위하여, 상기 베어링 캐리지의 측면들을 따라 실링 구조체들을 위치시킴(positioning)으로써 상기 드레인 그루브들로부터의 누설을 방지하는 단계와, 상기 유체정역학적 베어링 캐리지의 일부분으로서 제공된 저장부 내에 상기 유체정역학적 유체를 수집하는 단계와, 엔드 실링 구조체의 제1부분을 이용하여, 상기 유체정역학적 유체가 지정된 유출구들을 통하지 않고 상기 저장부를 나가는 것을 방지하는 단계, 및 상기 엔드 실링 구조체의 제2부분을 이용하여, 데브리가 상기 베어링 캐리지로 들어가는 것을 방지하는 단계를 포함한다.
본 발명의 부가적인 형태는 유체정역학적 베어링 패드에 관한 것이다. 상기 유체정역학적 베어링 패드는 보상 그루브, 제1평탄영역을 그 안에서 에워싸는 인접한 포켓 그루브, 및 상기 보상 그루브와 상기 인접한 포켓 그루브 사이에 개재된 제2평탄영역을 포함하여 이루어진다. 상기 제1 및 제2평탄영역은, 상기 베어링 패드가 다른 표면에 대해 하중 지지 위치에 있는 경우, 가압된 유체의 유동을 억제하도록 구성 및 배치된다. 상기 베어링 패드는 상기 보상 그루브와 상기 포켓 그루브 사이에 그루브들을 포함하지 않는다.
본 발명의 다른 부가적인 형태들은 앞선 단락에 기술된 베어링 패드들을 구비한 자기-보상 유체정역학적 베어링들에 관한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 형태, 특징 및 장점들을 후술한다.
본 발명은 다음과 같은 도면을 참조하여 설명되는데, 동일한 참조부호들은 도면 전반에 걸쳐 동일한 특징들을 나타낸다.
도 1은 엔드 캡(end caps) 또는 시일이 설치되지 않은, 본 발명에 따른 유체정역학적 베어링의 사시도;
도 2는 도 1의 캐리지의 측면도;
도 3은 도 1의 캐리지 내의 수직 베어링 패드들의 개략도;
도 4는 도 3의 베어링 패드들의 저항들을 보여주는 유체 회로도(fluid circuit diagram);
도 5는 도 1의 캐리지의 수평 베어링 패드들의 개략도;
도 6은 도 5의 베어링 패드의 저항들을 보여주는 유체 회로도;
도 7은 엔드 캡 및 시일이 설치된, 도 1의 유체정역학적 베어링의 또다른 사시도;
도 8은 유체정역학적 베어링의 저장부 엔드 캡 및 엔드 시일을 보여주는 도 7의 라인 8-8에 따른 단면도;
도 9는 엔드 캡 및 시일을 보다 상세하게 보여주는, 도 8에 도시된 구조체의 일부분의 확대단면도;
도 10은 사이드 시일(side seals)을 예시하는 도 1의 캐리지의 단면도;
도 11은 도 10에 도시된 구조체의 일부분의 보다 상세한 확대단면도;
도 12는 도 1에 도시된 타입의 여러 유체정역학적 베어링들 상에 지지된 머신 툴 테이블(machine tool table)을 보여주는 측면도;
도 13은 도 1의 베어링 캐리지의 아래쪽을 보여주는 사시도;
도 14 및 도 15는 도 1의 베어링 캐리지의 키퍼부(keeper portion)들의 사시도;
도 16은 베어링 캐리지 자체가 없이 격리되어 있는, 도 1의 베어링 캐리지의 사이드 및 엔드 시일의 사시도;
도 17은 사이드 및 엔드 시일의 맞물림(engagement)을 예시하는, 도 16에 도시된 사이드 및 엔드 시일들의 일부분의 확대사시도; 및
도 18은 유압 파워 유닛(hydraulic power unit)에 연결된 본 발명에 따른 여 러 유체정역학적 베어링들의 개략적인 사시도이다.
도 1은 본 발명에 따른 유체정역학적 선형 베어링의 사시도로서, 보통 10으로 표시되어 있다. 상기 베어링(10)은 레일(14)을 따라 유체정역학적으로 지지되어 움직이고 슬라이딩하기 위하여 장착되는 캐리지(12)로 이루어진다. 이러한 움직임의 방향은 도 1에 화살표 M으로 표시되어 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 레일(14)은 "T자 형상"의 단면을 가진다. 캐리지(12)는, 중앙부(16) 및 상기 캐리지(12)의 중앙부(16)에 클램핑(clamped)되거나 볼트로 체결된 2개의 키퍼(18A, 18B)를 가진다. 대안적으로, 캐리지(12)는 단일-피스 구조체로 제작될 수도 있지만, 2개의 분리가능한 키퍼(18A, 18B)를 사용함으로써 캐리지(12)가 보다 용이하게 제작될 수 있도록 하며, 특히 마무리 연마(finish grind)하기에 보다 용이하게 한다. 캐리지(12)가 단일-피스 구조체로 제작된다면, 특별한 마무리 연마 장비가 사용될 필요가 있을 수도 있다.
상기 캐리지(12)는 또한 실질적으로 캐리지의 전체 길이에 대해 연장되는 수많은 드레인 그루브(106, 108A, 108B, 110A, 110B, 112A, 112B)를 포함한다. 상기 드레인 그루브(106, 108A, 108B, 110A, 110B, 112A, 112B)는 아래에 보다 상세히 설명된다.
상기 캐리지(12) 및 레일(14)은 본 발명의 실시예에서 직선형(rectilinear) 단면들을 가진다. (본 명세서에서 사용되는 "직선형"이란 용어는, 인접한 세그먼트들간에 실질적인 만곡(curvature)이 없는 라인 세그먼트들로 이루어진 소정의 형상 을 말한다.) 일반적으로 기계가공에 보다 용이하기 때문에 직선형 단면 형상들이 선호되지만, 본 발명에 따른 유체정역학적 베어링의 캐리지 및 레일은 여하한의 소정 단면 형상을 가질 수도 있다. 보다 일반적으로는, 상기 캐리지(12)는 실질적으로 어떠한 단면 형상의 레일과도 맞물리도록 형상화될 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 레일(14)은 머신 툴 베드(machine tool bed) 또는 여타의 견고한 구조체에 그것을 고정시키는데 사용되는 드릴링되고 카운터보어링된 홀(drilled and counterbored holes; 20)을 포함한다. 상기 캐리지(12)는 드릴링되고 암나사의 골이 파인 홀(drilled and tapped holes; 22)을 포함하여, 상승된 표면(24A, 24B, 24C)들이 선형 운동 안내를 필요로 하는 여타의 구조체 또는 머신 툴 테이블의 짝지어진 표면(mating surface)에 견고하게 클랭핌될 수 있도록 한다. (유체정역학적 베어링(10)의 사용은 아래에 보다 상세히 설명된다.)
일반적으로, 캐리지(12) 및 레일(14)의 전반적인 크기와 형상, 그리고 상기 레일 및 캐리지 내의 홀(20, 22)들의 위치들은, 표준 구름 요소 선형 베어링과 동일한 크기로, 그리고 그것과 양립가능한 "볼트-포-볼트(bolt-for-bolt)"가 되도록 선택될 수 있다. 이러한 양립가능한 구성이 사용된다면, 본 발명에 따른 유체정역학적 베어링(10)이 현존하는 머신 툴 또는 툴 디자인의 구름 요소-타입 선형 베어링을 직접 대체할 수 있으므로 장점을 가진다.
도 2는 캐리지(12)의 측면도이다. 상기 캐리지(12)는 캐리지(12)의 내부면에 제공되는 수많은 베어링 패드들에 의해 유체정역학적으로 지지된다. 수직 베어링 패드(26A, 26B, 28A, 28B) 및 수평 베어링 패드(30A, 30B)들의 위치들이 또한 도 13 내지 도 15의 사시도에 도시되어 있으며, 상기 도면들에 대해서는 아래에 보다 상세히 설명될 것이다. (상기 베어링 패드들에 대하여 사용되는 "수직" 및 "수평"이란 용어들은 각각의 베어링 패드들이 저항하는 인가 하중들의 방향을 나타낸다.) 상기 베어링 패드(26A, 26B, 28A, 28B)들을 통해 가해지는 유압은 베어링 레일(14)로부터 짧은 거리만큼 상기 베어링 캐리지(12)를 유지시킨다. 통상적으로는, 베어링 패드(26A, 26B, 28A, 28B, 30A, 30B)들과 레일(14) 사이의 틈새(clearance)는 대략 0.001 인치 내지 대략 0.005 인치 정도일 것이다.
본 상세한 설명에서, "유체" 및 "유체정역학적 유체"란 용어는, 본 발명에 따른 베어링(10)에 사용될 수 있는 여하한의 유체를 나타내기 위하여 상호교환가능하게 사용된다. 많은 이러한 유체들은 종래 기술에 많이 공지되어 있는데, 예를 들면 탄화수소계 오일, 실리콘계 오일, 물, 수계 조성물(water-based compositions) 및 공기 혹은 또다른 적절한 가스 등을 들 수 있다. 머신 툴 적용예들에 있어서는, 탄화수소계 오일들이 소정 적용예들에 바람직할 수 있다. 이러한 오일들은 부식 문제들을 감소시키거나 제거하는 경향이 있고, 비교적 높은 점도를 가질 수도 있는데, 이는 베어링(10)을 가압하는데 필요한 관련 펌핑 파워(pumping power) 및 베어링 유량율(bearing flow rate)을 감소시키는데 도움을 준다.
수계 유체정역학적 유체들은 또한 소정의 장점들을 가지며, 또한 본 발명에 따른 유체정역학적 베어링(10) 내에서 역할을 할 수도 있다. 수계 유체정역학적 유체의 한 가지 장점은, 기계가공 냉각제(machining coolant)(통상적으로는 수계 조성물)가 유체정역학적 유체 내로 누설되거나 그것과 혼합되는 경우, 심각한 오염 문제가 발생하지 않을 수도 있다는 점이다. 수계 유체정역학적 유체들은 또한 식품 산업에서 생산되는 베어링(10)들에 사용될 수도 있는데, 그 이유는 소비성 제품을 오염시킬 위험이 줄어들었기 때문이다. 게다가, 수계 유체들은 일반적으로 높은 열전도성을 가지는데, 이는 펌핑 공정에 의해 생성된 열이 훨씬 더 용이하게 제거되도록 할 수 있다.
도 3은 수직 패드(26A, 28A)들의 개략도로서, 그들의 기본적인 기하학적 형태(geometry)를 보여주고, 유체가 베어링 패드(26A, 28A)를 통해 취하는 경로를 예시하고 있다. 수직 베어링 패드(26B)는 28A과 디자인이 동일하고, 따라서 도시되어 있지 않다. 아래의 상세한 설명에서, 유체 경로는 예시되지 않은 베어링 패드(26B, 28B)들에서의 것과 동일한 것으로 가정한다. 하지만, 당업계의 당업자에게, 다양한 수직 베어링 패드(26A, 26B, 28A, 28B)들의 디자인이 동일할 필요는 없다는 점은 자명하다.
윤활 유체가 펌프(32)에 의해 가압되어 상부 및 하부 베어링 패드(26A, 28A)들에 공급된다. (본 발명에 따른 베어링(10)의 유압 공급의 상세는 도 18에서 후술한다.) 상기 유체는 그 안에서 유체의 자유 유동을 허용하기에 충분한 깊이를 가지는 공급 그루브(34)에서 하부 패드(28A)로 들어간다. 일부 유체는 레일(14)로부터 타이트한 갭(tight gap) 거리만큼 떨어져 있는 누설 랜드(leakage lands; 36A, 36B)를 가로질러, 베어링 패드(28A)를 빠져나간다. 일부 유체는 랜드(38)를 가로질러, 포켓 그루브(pocket groove; 40)로 들어간다. 일부 유체는 또한 레일(14)에서 조금 떨어져 있는 보상 랜드(compensating land; 42)를 가로지르며; 상기 타이트한 갭은 유체가 보상 그루브(44)로 들어감에 따라 압력 강하를 발생시킨다. 일부 유체는 랜드(46A, 46B)를 가로질러 보상기 그루브(44)로부터 누설되어 베어링 패드(28A)를 빠져나간다. 일부 유체는 보상기 그루브(44)로부터 베어링 패드(26A)의 포켓 그루브(48)로 돌려진다. 일부 유체는 베어링 패드(26A)를 빠져나가는 랜드(50A, 50B, 50C)를 가로질러 포켓 그루브(48)로부터 누설된다. 유체는 레일(14)과 중앙 베어링 패드(52) 사이의 타이트한 갭 영역에서, 포켓 그루브(48) 내의 유체 압력과 같은 압력으로 자유롭게 흐른다. 유체는 또한 공급 압력으로 펌프(32)로부터 패드(26A)의 공급 그루브(54A, 54B)로 공급된다. 일부 유체는 랜드(56A, 56B, 56C, 56D)를 가로질러 누설되어 베어링 패드(26A)를 빠져나간다. 일부 유체는 랜드(58A, 58B)를 가로질러 공급 그루브(54A, 54B)로부터 포켓 그루브(48)로 횡단한다. 일부 유체는 보상기 랜드(60A, 60B)를 가로질러 공급 그루브(54A, 54B)로부터 보상기 그루브(62)로 횡단한다. 일부 유체는 보상기 그루부(62)로부터 누설되고, 랜드(64)를 횡단하여 베어링 패드(26A)를 빠져나간다. 일부 유체는 보상기 그루브(62)로부터, 포켓 그루브(40)로 들어가는 베어링 패드(28A)로 돌려진다. 일부 유체는 그 후에 포켓 그루브(40)로부터 유동되어 랜드(66A, 66B, 66C)를 가로지르고, 여기서 베어링 패드(28A)를 빠져나간다. 유체는 보상기 그루브(44)와 포켓 그루브(40) 사이에서 유동될 수 있지만, 랜드(68)에 의하여 그렇게 되는 것이 크게 제한받게 된다. 유체는 보상기 그루브(62)와 포켓 그루브(48) 사이에서 유동될 수도 있지만, 랜드(70)에 의하여 그렇게 되는 것이 크게 제한받게 된다.
그루브(54A, 54B, 62, 48, 34, 44, 40) 모두는 패드(28A, 26A)와 레일(14)간 의 틈새보다 적어도 3배 정도 큰 깊이를 가져, 각각의 상기 그루브들 내의 압력을 균일하게 하여야 한다. 그루브(48, 40)의 경우, 전체 포켓 영역에 걸쳐 하중-지지 압력(load-supporting pressure)을 퍼뜨리기 위해서는 균일한 압력이 요구된다. 그루브(54A, 54B, 62, 34, 44)의 경우에는, 각각의 베어링 영역들에서의 압력이 적절하게 제어될 수 있도록 인접한 랜드들 상에 적절한 유압 저항(hydraulic resistance)을 만들기 위하여 균일한 압력이 요구된다.
패드(26A)는 랜드(52, 50A, 50B, 50C, 60A, 60B, 56A, 56B, 56C, 56D, 64, 58A, 58B, 70)들이 모두 바람직하게 동일 평면 상에 있고 레일(14)에 대하여 동일한 타이트 갭 거리만큼 떨어져 있도록 제작되어야만 한다. 패드(28A)는 랜드(66A, 66B, 66C, 42, 46A, 46B, 36A, 36B, 38, 68)들이 모두 바람직하게 동일 평면 상에 있고 레일(14)에 대하여 동일한 타이트 갭 거리만큼 떨어져 있도록 제작되어야만 한다.
도 4는 (카운터파트 수직 베어링 패드(26B, 28B)와 동일한) 수직 베어링 패드(26A, 28A)의 유체 회로도이다. 도 3에 대하여 상술된 다양한 랜드들이 회로 저항기들로서 도 4에 도시되어 있다. 유체역학 분야의 당업자에 의해 계산될 수 있는 랜드 저항값은 유체 점도, 랜드의 길이와 폭 및 각각의 랜드와 레일(14)간의 틈새에 좌우된다. 도 4에 도시된 유체 회로는 각각의 베어링 그루브들에서의 압력을 계산하기 위해서 회로 해석 분야의 당업자에 의해 풀릴 수 있다. 이러한 압력들은 그 후에 대응하는 베어링 영역들에 곱셈되어, 베어링에 의해 조성되는 전반적인 수직력을 산출하게 된다.
레일(14)에 대한 캐리지(12)의 수직 위치의 변화에 응답하여 베어링력이 얼마나 변하는 지를 평가하기 위하여, 랜드 저항들을 계산하는데 사용되었던 캐리지(12)와 레일(14)간의 유체 갭이 변경될 수 있고, 상술된 해석이 신규 유체 갭 데이터를 이용하여 반복될 수 있다. 이러한 반복적인 해석을 수행하기 위하여 컴퓨터 프로그램이 사용될 수 있다. 베어링 패드의 기하학적 형태는 유체정역학적 베어링(10)의 특정 적용예들에 적합하게 선택될 수도 있지만, 베어링(10)을 통한 유체의 가능한 최소 유량율을 갖는 수직 방향의 하중 허용능력 및 매우 높은 베어링 강성을 제공하도록 베어링 그루브 및 랜드의 기하학적 형태가 최적화되는 경우에 바람직한데, 그 이유는 높은 유체 유량율은 통상적으로 큰 펌핑 파워를 필요로 하기 때문이다.
둥근 모서리들을 가진 그루브(54A, 54B, 62, 48, 34, 44, 40)들이 도 3에 도시되어 있지만, 베어링 동작에 상당한 영향을 주지 않는 뾰족한 정방형 모서리 또는 또다른 기하학적 프로파일(geometric profile)을 갖도록 제작될 수도 있는데, 그 이유는 인접한 랜드들의 유압 저항들이 그 전반적인 저항값들을 매우 작은 퍼센트만큼 변화시키기 때문이다.
도 3에 도시되고 상술된 바와 같이, 유체는 패드(28A)와 패드(26A) 사이에서 두 장소로, 즉 보상기 그루브(44)로부터 포켓 그루브(48)로 그리고 보상기 그루브(62)로부터 포켓 그루브(40)로 돌려진다. 이러한 유체 이송은, 키퍼(18A) 및 캐리지(12) 내의 드릴링된 홀들을 사용함으로써 성취될 수 있거나, 또는 캐리지(12) 외부의 견고한 튜브(rigid tubing)를 사용함으로써 성취될 수도 있다. 이와 유사하 게, 유체는 키퍼(18A) 및 캐리지(12) 내의 드릴링된 홀들에 이어진 외부 튜브를 사용하여, 공급 압력으로 펌프(32)로부터 공급 그루브(34, 54A, 54B)로 돌려질 수도 있다.
도 5는 수평 베어링 패드(30A, 30B)들의 개략도로서, 그들의 기본적인 기하학적 형태를 보여주고, 유체가 베어링 패드(30A, 30B)를 통해 취하는 경로를 예시하고 있다. 윤활 유체가 펌프(32)에 의해 가압되어 상부 및 하부 베어링 패드(30A, 30B)들에 공급된다. (동일한 펌프(32)가 수평 베어링 패드(30A, 30B) 및 수직 베어링 패드(26A, 26B, 28A, 28B)들을 공급하는데 사용될 수도 있고, 또는 두 가지 상이한 펌프(32)가 사용될 수도 있다.) 상기 유체는 그 안에서 유체의 자유 유동을 허용하기에 충분한 깊이에 있는 공급 그루브(72A)에서 패드(30A)로 들어간다. 일부 유체는 공급 그루브(72A)로부터 누설되어 레일(14)로부터 타이트한 갭 거리만큼 떨어져 있는 누설 랜드(74A, 76A)를 가로질러, 베어링 패드(30A)를 빠져나간다. 일부 유체는 공급 그루브(72A)로부터 랜드(78AA, 80AA)를 가로질러 포켓 그루브(82AA)로 유동되고, 일부 유체들은 랜드(78AB, 80AB)들을 가로질러 포켓 그루브(82AB)로 유동된다. 일부 유체는 공급 그루브(72A)로부터 보상기 랜드(84AA, 86AA, 88AA)를 가로질러 보상기 그루브(90AA)로 유동된다. 보상기 그루브(90AA)로 들어가는 유체의 일부는 랜드(100AA)를 가로질러 포켓 그루브(82AA)로 또는 포켓 그루브(82AA)로부터 누설된다. 보상기 그루브(90AA)로 들어가는 유체의 나머지는 베어링 패드(30B)로 돌려지고, 여기서 포켓 그루브(82BA)로 들어가며, 랜드(92BA, 94BA, 96BA)를 가로질러 누설되어 베어링 패드(30B)를 빠져나가기 전에 포켓 그루브(82BA)에 대해 균일한 압력을 제공한다. 베어링 패드(98BA)의 타이트한 틈새 내의 유체는 포켓 그루브(82BA) 내의 유체 압력과 동일한 압력에 있는데, 그 이유는 포켓 그루브(82BA)가 베어링 패드(98BA)를 완전히 둘러싸기 때문이다. 유체는 또한 공급 압력으로 펌프(32)로부터 베어링 패드(30B)의 공급 그루브(72B)로 공급된다. 공급 그루브(72B)로 들어가는 유체의 일부는 랜드(74B, 76B)를 가로질러 누설되어 베어링 패드(30B)를 빠져나간다. 공급 그루브(72B)로 들어가는 유체의 일부는 랜드(78BA, 80BA)를 가로질러 포켓 그루브(82BA)로 누설되고, 일부는 랜드(78BB, 80BB)를 가로질러 포켓 그루브(82BB)로 누설된다. 공급 그루브(72B)로 들어가는 유체의 일부는 보상기 랜드(84BA, 86BA, 88BA)를 가로질러 보상기 그루브(90BA)로 누설된다. 일부 유체는 보상기 그루브(90BA)와 포켓 그루브(82BA) 사이의 랜드(100BA)를 가로지를 수도 있다. 보상기 그루브(90BA)로 들어가는 유체의 나머지는 패드(30A)로 돌려져, 여기서 포켓 그루브(82AA)로 들어가 랜드(92AA, 94AA, 96AA)를 가로질러 누설되고 베어링 패드(30A)를 빠져나간다. 베어링 패드(98AA)의 타이트한 갭 틈새 내의 유체는 포켓 그루브(82AA) 내의 유체 압력과 동일한 압력에 있을 것인데, 그 이유는 포켓 그루브(82AA)가 베어링 패드(98AA)를 완전히 둘러싸기 때문이다. 공급 그루브(72A)로 들어가는 유체의 일부는 보상기 랜드(84AB, 86AB, 88AB)를 가로질러 보상기 그루브(90AB)로 누설된다. 일부 유체는 보상기 그루브(90AB)와 포켓 그루브(82AB) 사이의 랜드(100AB)를 가로지를 수도 있다. 보상기 그루브(90AB)로 들어가는 유체의 나머지는 패드(30B)로 돌려져, 여기서 포켓 그루브(82BB)로 들어가 랜드(92BB, 94BB, 96BB)를 가로질러 누설되어 베어링 패드(30B)를 빠져나간다. 베어링 패드(98BB)의 타이트한 갭 틈새 내의 유체는 포켓 그루브(82BB) 내의 유체 압력과 동일한 압력에 있을 것인데, 그 이유는 포켓 그루브(82BB)가 베어링 패드(98BB)를 완전히 둘러싸기 때문이다. 공급 그루브(72B)로 들어가는 유체의 일부는 보상기 랜드(84BB, 86BB, 88BB)를 가로질러 보상기 그루브(90BB)로 누설된다. 일부 유체는 보상기 그루브(90BB)와 포켓 그루브(82BB) 사이의 랜드(100BB)를 가로지를 수도 있다. 보상기 그루브(90BB)로 들어가는 유체의 나머지는 패드(30A)로 돌려져, 여기서 포켓 그루브(82AB)로 들어가 랜드(92AB, 94AB, 96AB)를 가로질러 누설되어, 베어링 패드(30A)를 빠져나간다. 베어링 패드(98AB)의 타이트한 갭 틈새 내의 유체는 포켓 그루브(82AB) 내의 유체 압력과 동일한 압력에 있을 것인데, 그 이유는 포켓 그루브(82AB)가 베어링 패드(98AB)를 완전히 둘러싸기 때문이다.
그루브(82AA, 82AB, 82BA, 82BB, 90AA, 90AB, 90BA, 90BB, 72A, 72B) 모두는 패드(30A, 30B)와 레일(14)간의 틈새보다 적어도 3배 정도 큰 깊이를 가져, 각각의 상기 그루브들 내의 압력을 균일하게 하여야 한다. 그루브(82AA, 82AB, 82BA, 82BB)의 경우, 전체 포켓 영역에 걸쳐 하중-지지 압력을 퍼뜨리기 위해서는 균일한 압력이 요구된다. 그루브(90AA, 90AB, 90BA, 90BB, 72A, 72B)의 경우에는, 각각의 베어링 영역들에서의 압력이 적절하게 제어될 수 있도록 인접한 랜드들 상에 적절한 유압 저항을 만들기 위하여 균일한 압력이 요구된다.
패드(30A)는 랜드(98AA, 98AB, 84AA, 84AB, 86AA, 86AB, 88AA, 88AB, 92AA, 92AB, 94AA, 94AB, 96AA, 96AB, 78AA, 78AB, 80AA, 80AB, 100AA, 100AB, 74AA, 74AB, 76AA, 76AB)들이 모두 바람직하게 동일 평면 상에 있고 레일(14)에 대하여 동일한 타이트 갭 거리만큼 떨어져 있도록 제작된다. 패드(30B)는 랜드(98BA, 98BB, 84BA, 84BB, 86BA, 86BB, 88BA, 88BB, 92BA, 92BB, 94BA, 94BB, 96BA, 96BB, 78BA, 78BB, 80BA, 80BB, 100BA, 100BB, 74BA, 74BB, 76BA, 76BB)들이 모두 바람직하게 동일 평면 상에 있고 레일(14)에 대하여 동일한 타이트 갭 거리만큼 떨어져 있도록 제작되어야만 한다.
도 6은 수평 베어링 패드(30A)의 유체 저항을 보여주는 개략도이다. 도 6에 도시된 각각의 저항들은 수평 베어링 패드(5A)의 랜드들 중 하나를 나타낸다. 수평 베어링 패드(30A)의 저항값들은 수직 베어링 패드(26A, 26B, 28A, 28B)에 대하여 상술된 바와 같이 계산될 수도 있다.
둥근 모서리들을 가진 그루브(82AA, 82AB, 82BA, 82BB, 90AA, 90AB, 90BA, 90BB, 72A, 72B)들이 도 5에 도시되어 있지만, 베어링 동작에 상당한 영향을 주지 않는 뾰족한 정방형 모서리 또는 또다른 기하학적 프로파일을 갖도록 제작될 수도 있는데, 그 이유는 인접한 랜드들의 유압 저항들이 그 전반적인 저항값들을 매우 작은 퍼센트만큼 변화시키기 때문이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 유체는 패드(30A)와 패드(30B) 사이에서 네 장소로, 즉 보상기 그루브(90AB)로부터 포켓 그루브(82BB)로, 보상기 그루브(90AA)로부터 포켓 그루브(82BA)로, 보상기 그루브(90BA)로부터 포켓 그루브(82AA)로, 그리고 보상기 그루브(90BB)로부터 포켓 그루브(82AB)로 돌려진다. 수직 베어링 패드(26A, 26B, 28A, 28B) 내의 상기 유체의 이송에 대하여, 이 유체 이송들은 캐리지(12) 내의 드릴링된 홀들을 사용함으로써 성취될 수 있거나, 또는 캐리지(12) 외부의 견고 한 튜브를 사용함으로써 성취될 수도 있다. 이와 유사하게, 유체는 캐리지(12) 내의 드릴링된 홀들에 이어진 외부 튜브를 사용하여, 공급 압력으로 펌프(32)로부터 공급 그루브(72A, 72B)로 돌려질 수도 있다.
도 3 및 도 5에 도시되고 상술된 수직 및 수평 베어링 패드들에 있어서, 랜드(58A, 58B, 70, 38, 68, 78AA, 78AB, 78BA, 78BB, 80AA, 80AB, 80BA, 80BB, 100AA, 100AB, 100BA, 100BB)들은 인접한 보상기, 포켓 및 공급 그루브들간의 누설 경로들을 허용한다. 이러한 누설 경로들은 베어링의 압력 응답을 감소시키는 경향이 있으므로, 그 강성 및 하중-지지 능력을 떨어뜨리게 된다. 하지만, 이러한 유체 누설 경로들의 영향을 극복하는 보다 큰 요인은, 보상 그루브들에 보다 근접하도록 포켓 그루브(48, 40, 82AA, 82AB, 82BA, 82BB)들을 배치시켜, 보다 큰 영역에 걸쳐 하중-지지 포켓 압력을 퍼뜨리도록 할 수 있는 능력이다. 이용가능한 패드 영역을 보다 잘 활용함으로써, 유체정역학적 베어링(10)의 베어링 패드 구성예들이 보다 높은 강성 및 하중 허용능력을 제공한다.
도 7은 시일 및 엔드캡이 설치된, 도 1의 유체정역학적 베어링의 또다른 사시도이다. 도 8은 도 7의 라인 8-8에 따른 단면도이고, 도 9는 도 8의 (점선으로 에워싼) 부분 A의 확대도이다. 도 7 내지 도 9는 키퍼(18A, 18B) 및 캐리지(12)에 부착된 엔드 캡(102A, 102B)을 구비한 도 1의 유체정역학적 베어링을 보여준다. 엔드 캡(102A, 102B)은, 유체가 베어링 패드(26A, 26B, 28A, 28B, 30A, 30B)로부터 뿐만 아니라 드레인 그루브(106, 108A, 108B, 110A, 110B, 112A, 112B)로부터 흘러들어가는 저장부(104A, 104B)(도 8 및 도 9에서 볼 수 있음)를 포함한다. (상술된 바와 같이, 상기 드레인 그루브들은 캐리지(12)의 모서리들에 제공되고 도 1 및 도 2에서 볼 수 있다.) 이중-리핑된 엔드 시일(double-lipped end seals; 114A, 114B)이 엔드 캡(102A, 102B)에 부착된다. 상기 이중-리핑된 엔드 시일(114A, 114B)들은 부가적인 강성을 제공하기 위하여 견고한 플레이트(113A, 113B)에 부착된다. 엔드 시일(114A, 114B)의 립(lips; 116)은 레일(14)과 슬라이딩 맞물림(sliding engagement)되어 있고, 유체를 저장부(104A, 104B) 안으로 트랩(trap)시키는 역할을 하며, 유체가 유체정역학적 베어링(10)으로부터 직접 누설되는 것을 크게 방지한다. 상기 유체는 저장부(104A, 104B)로부터 적어도 하나의 드레인 유출구(118A 및/또는 118B)를 통해 흘러나간다. 1 이상의 드레인 유출구(118A, 118B)들이 플러깅(plugged)될 수 있으나, 적어도 하나의 드레인 유출구(118A, 118B)가 유체를 호스 또는 튜브 조립체로 돌리는데 사용되고, 여기서 상기 유체는 유압 공급원으로 되돌아간다.
도 10은 유체정역학적 베어링(10)의 측단면도로서, 베어링 캐리지(12)의 키퍼부(18A, 18B) 내의 수용 그루브(acceptor grooves; 122A, 122B)에 의해 수용되는 사이드 시일(120A, 120B)을 예시하고 있다. 도 11은 도 10의 부분 B의 확대단면도로서, 사이드 시일(120A, 120B)을 보다 상세히 예시하고 있다. 상기 사이드 시일(120A, 120B)은 베어링 레일(14)과 슬라이딩가능하게 맞물리고, 유체를 트랩시키는 역할을 하며, 트랩된 유체가 드레인 그루브(112A, 112B)를 통해 저장부(104A, 104B) 안으로 돌려지도록 하여, 유체가 유체정역학적 베어링(10)으로부터 직접 누설되는 것을 방지하게 된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 사이드 시일(120A, 120B) 은 일반적으로 드레인 그루브(112A, 112B)의 최상부를 향해, 위쪽으로 개방된 u-자형 부분(121)을 가진다. 상기 사이드 시일(120A, 120B)은 상기 수용 그루브(122A, 122B)에 위치되어, 사이드 시일(120A, 120B)의 u-자형 부분(121)의 한쪽 벽이 키퍼(18A, 18B)와 접촉하게 되고, u-자형 부분(121)의 다른쪽 벽이 베어링 레일(14)과 접촉하게 되어 있다.
도 13은 키퍼(18A, 18B)가 설치되지 않은, 캐리지(12)의 중앙부(16)의 아래쪽의 사시도이다. 도 13은 수직 베어링 패드(26A, 26B) 및 수평 베어링 패드(30A, 30B)의 상대적인 위치 및 크기를 보여준다. 도 14 및 도 15는 키퍼(18A, 18B)의 사시도로서, 상기 키퍼(18A, 18B) 상의 수직 베어링 패드(28A, 28B)의 위치 및 크기를 보여준다. 드레인 그루브(106, 108A, 108B, 110A, 110B, 112A, 112B) 및 시일 수용 그루브(122A, 122B)의 위치들도 도시되어 있다.
베어링 캐리지(12)의 중앙부(16)의 각각의 측면은 각각의 연결면(connecting surfaces; 220A, 220B)에 제공된 한 세트의 나사산이 형성된 홀(threaded holes; 222)을 가진다. 한 세트의 상보적인 카운터보어 스루 홀(through holes; 226)이 키퍼(18A, 18B)에 제공된다. 키퍼(18A, 18B) 및 캐리지(12)의 중앙부(16)가 조립되면, 볼트가 상기 키퍼(18A, 18B) 내의 홀(226)을 통해 삽입되고, 캐리지(12)의 중앙부(16)의 스레드 홀(222) 안으로 삽입되어, 상기 중앙부(16)의 맞물림면(220A, 220B)와 상기 키퍼(18A, 18B)의 맞물림면(224A, 224B)이 도 10에 도시된 바와 같이 인접하게 된다.
도 13 내지 도 15에 도시된 베어링 패드 그루브 및 여타의 표면 피처들은 밀 링(milling), 전기 방전 기계가공 또는 기타 공지된 기술들에 의해 형성될 수 있다.
도 16은 격리되어 있는 엔드 시일(114A, 114B) 및 사이드 시일(120A, 120B)을 보여주는 사시도이다. 상술된 바와 같이, 엔드 시일(114A, 114B)은, 보다 큰 견고성을 제공하기 위하여 견고한 플레이트(113A, 113B), 예컨대 스틸 또는 알루미늄 플레이트에 부착하도록 몰딩된(molded) 고무 재료로 이루어져 있다. 대안적인 실시예에서는, 엔드 시일(114A, 114B)이 견고한 플레이트(113A, 113B)에 부착되지 않을 수도 있다.
도 16의 부분 "C"의 확대 사시도인, 도 17에 가장 잘 도시된 바와 같이, 사이드 시일(120A, 120B)이 엔드 시일(114A, 114B)에 형성된 소켓(receptacle; 115)들 안으로 삽입되어, 그들이 상기 소켓(115)들과의 인터피어런스 핏(interference fit)을 가지도록 한다. 일 실시예에서, 사이드 시일(120A, 120B)은 요구되는 것보다 약간 더 길게 만들어져, 작동 시 압축된 상태로 유지될 수 있도록 한다. 본 발명의 대안적인 실시예들에 있어서, 사이드 시일(120A, 120B) 및 엔드 시일(114A, 114B)은 단 하나의 구조체로 몰딩 또는 캐스팅(cast)되거나, 함께 본딩(bonded)될 수도 있으며, 그렇지 않으면 서로 부착되어 단일(unitary) 구조체를 형성하도록 할 수도 있다.
상술된 베어링 패드(26A, 26B, 28A, 28B, 30A, 30B)는 자기-보상(self-compensating) 유체정역학적 베어링용으로 설계된다. 하지만, 당업계의 당업자에게는 실링 구조체[즉, 엔드 시일(114A, 114B) 및 사이드 시일(120A, 120B)] 및 드레 인 그루브(106, 108A, 108B, 110A, 110B, 112A, 112B)를 포함하는 레일(14) 및 캐리지(12)의 여타의 특징들이 상술된 특정 베어링 패드(26A, 26B, 28A, 28B, 30A, 30B) 없이 이용될 수도 있다는 것은 자명하다. 예를 들어, 본 발명의 대안적인 실시예들에서, 상술된 것과 유사한 엔드 시일, 사이드 시일 및 드레인 그루브 배치를 가지는 캐리지는 자기-보상적이지 않은 베어링 패드들과 함께 사용될 수 있다. 자기-보상적이지 않은 베어링 패드들은 보상을 목적으로 하는 모세관 튜브 또는 밸브(capillary tubes or valves)를 사용할 수 있는데, 이는 당업계의 당업자에게는 자명한 일이다.
역으로, 상술된 자기-보상 베어링 패드(26A, 26B, 28A, 28B, 30A, 30B)들은 다른 타입의 유체정역학적으로 지지되는 디바이스 상에서 그리고 본 명세서에 기술된 여타의 특징들이 없는 다른 타입의 유체정역학적(fluidstatic) 베어링들에 사용될 수도 있다.
도 18은 두 캐리지 레일(14) 상에 올려지는 4개의 베어링 캐리지(12)를 예시하는 개략적인 사시도이다. 일반적으로, 수 개의 베어링 캐리지(12)는, 특히 상기 베어링 캐리지(12)들이 (예컨대, 후술하는 바와 같이, 머신 툴의 베드에 볼트결합됨으로써) 서로에 대해 위치되어 고정되는 경우에 동일한 캐리지 레일(14) 상에 제공될 수 있다. 대안적으로는, 베어링 레일(14)의 보다 짧은 몇 개의 세그먼트들이, 각각의 베어링 캐리지(12)에 대해 하나의 세그먼트씩, 제공될 수도 있다.
도 18은 또한 본 발명에 따른 베어링(10)에 대한 유압 유체 연결(hydraulic fluid connections)의 상세를 예시한다. 유압 파워 유닛(230)은 도관(conduit; 232)을 통해 고압 하의 유압 유체를 전달한다. 상기 유압 파워 유닛(230)은 최소 압력 파동(pulsations)을 갖는 고압에서 비교적 오염 입자들이 없는 온도 제어된 유체를 전달하는데 필요한 모든 구성요소들을 포함한다. 예를 들어, 상기 유압 파워 유닛(230)은 저장부, 펌프, 전기모터, 필터, 압력조절밸브, 압력게이지 및 에어-투-오일 열 교환기(air-to-oil heat exchanger)와 같은 열배출시스템(heat rejection system)을 포함할 수도 있다.
상기 유압 파워 유닛(230)으로부터의 도관(232)은 브랜치되어, 하나의 브랜치가 각각의 베어링 캐리지(12)와 연결되도록 되어 있다. 상기 도관(232)의 브랜치들은 베어링 캐리지(12)의 엔드 시일(114A, 114B) 내의 유체 유입구(119)에 의해 수용된다. (베어링(10)의 구성에 따라, 도관(232)은 어느 하나의 엔드 시일(114A, 114B) 상의 유체 유입구(119)에 연결될 수도 있다. 사용되지 않은 유체 유입구(119)는 플러깅되거나 생략될 수도 있다.) 도관(232) 브랜치와 엔드 시일의 유체 유입구(119)간의 연결은 여하한의 적절한 타입의 종래 유압 연결일 수도 있다. 유체 유입구(119)로부터, 가압된 유체는 통로(passageway)들의 내부 네트워크에 의해 공급 그루브(34, 54A, 54B)로 분배된다. 일단 사용되면, 상기 유체는 저장부(104A, 104B) 내에 수집되어, 드레인 유출구(118A, 118B) 및 유압 파워 유닛(232)의 복귀부들에 연결된 복귀 도관(238)을 통해 복귀된다.
도 12는 머신 툴(200)의 측면도로서, 본 발명에 따른 유체정역학적 베어링(10)에 대한 전형적인 적용예를 예시한다. 머신 툴 테이블(66)은 두 레일(14) 상에 놓여 있는 4개의 베어링 조립체(10)에 의해 지지된다. 단지 2개의 베어링 조립체 (10)만이 도시되어 있지만, 테이블(202)에 대한 적절한 피치 및 흔들림 안정성(yaw stability)을 제공하기 위하여 통상적으로는 적어도 4개가 사용된다. 유체정역학적 베어링(10)의 레일(14)들은 웨지(wedges; 206A, 206B)를 이용하여 머신 베드(204)에 수평으로 클램핑된다. 상기 레일(14)들은, 레일(14)에 제공되는 카운터보어 홀(20)들을 통해 머신 베드(204) 내에 나사결합으로(threadedly) 고정되는 복수의 볼트(208)들을 이용하여 머신 베드(204)에 수직으로 클램핑된다. 2개의 유체정역학적 베어링(10)들은 웨지(210)(하나의 웨지(210)가 도 12에 도시되어 있음)들을 이용하여 테이블(202)에 수평으로 클램핑된다. 다른 2개의 유체정역학적 베어링(10)들은 그들을 윤활 유체로 가압함으로써 정렬(alignment)로 플로팅(floated)되고, 이에 따라 유체정역학적 베어링(10)들이 수평방향으로 자기-정렬 위치로 플로팅하도록 한다. 일단 2개의 웨지-고정된 유체정역학적 베어링(10)들이 정렬되면, 그들을 테이블(202)에 고정시키는 볼트들이 죄어진다. 도 12는 웨지(206A, 206B, 210)의 사용을 예시하고 있지만, 레일(14) 및 유체정역학적 베어링(10)을 클램핑하기 위한 수많은 다른 메커니즘들이 가능하며, 이는 본 발명의 범위 안에 있다.
유체정역학적 베어링(10)은 상이한 수많은 타입의 머신 툴 및 선형 운동 안내가 요구되는 여타의 적용예에서 사용될 수도 있다. 하지만, 본 발명에 따른 유체정역학적 베어링(10)은 선반(lathes)에서 사용 시에 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 유체정역학적 베어링(10)은 (미합중국, NY, Elmira의) HARDINGE사가 제조한 QUEST® 터닝 머신에 사용될 수도 있다. 유체정역학적 베어링(10)은 또한 그라인딩 머신, 밀링 머신, 보어링 머신 및 높은 강성 및 댐핑의 조합이 유익한 여타의 머신 툴들에 유용할 수도 있다.
본 발명에 따른 유체정역학적 베어링(10)은 소정의 장점이 있는 성능 특성을 가질 수도 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 유체정역학적 베어링(10)은 통상적으로 높은 정적 및 동적 강성(static and dynamic stiffness)들을 가질 것이다. 유체정역학적 베어링(10)은 또한 매우 낮은 마찰로 작동될 수도 있는데, 그 이유는 도 7 내지 도 11에 대해 상술된 시일들만이 일반적으로 마찰을 발생시키는 구성요소들이기 때문이다. 캐리지(12)가 한 층의 유체 상에 놓이기 때문에, 그리고 다른 이유로, 유체정역학적 베어링(10)이 종래의 구름 요소 선형 베어링의 힘 감쇠 능력(force damping capabilities)의 10배까지도 가질 수도 있다. 부가적인 장점들로는, 본질적으로 무제한의 병진운동(공급) 속도, 본질적으로 무제한의 피로 수명[캐리지(12)와 레일(14)이 접촉되지 않기 때문에 구성요소의 마모가 실질적으로 없음], 시간경과에 따른 유체정역학적 베어링(10) 상에 장착된 머신 툴의 포지셔닝 정확성의 변화가 실질적으로 없음, 심한 "크래쉬(crash)" 하중 하에(즉, 베어링(10)이 그 이동 범위의 끝부분에서 갑자기 멈출 때) 유체정역학적 베어링(10)의 손상이 실질적으로 없음 등을 들 수 있다. 더욱이, 유체정역학적 베어링(10)은, 유체 유동이 캐리지(12)와 레일(14) 사이에서 계속해서 유지된다면 셀프 클리닝(self cleaning)된다.
머신 툴에 설치되어 부품들을 생산하는데 사용되는 경우, 유체정역학적 베어링(10)의 특징들은 또한 소정의 다른 장점들을 유도할 수도 있다. 예를 들어, 유체 정역학적 베어링(10)은 툴 수명을 개선시킬 수 있다. 부가적으로는, 부품들은 보다 양호한 표면 마무리를 갖고 둥근 부품들에 대해서는 보다 양호한 라운드니스(roundnesses)를 갖게 생산될 수도 있다. 유체정역학적 베어링(10) 상에 장착된 머신 툴은 또한 개선된 하드 터닝 능력(hard turning capability), 개선된 인터럽트 컷팅 능력(interrupted cutting capability) 및 개선된 포지셔닝 정확도를 가질 수도 있다. 상술된 장점들과 이점들 가운데 일부는 다음과 같은 예시로부터 명백해질 것이다.
예시 1
본 발명에 따른 유체정역학적 베어링(10)은, 상술된 설치 절차를 이용하여 (미합중국, NY, Elmira, Hardinge사의) QUEST® 51 터닝 머신에서의 작업 움직임을 지지하기 위하여 설치된다. 본 발명에 따른 4개의 유체정역학적 베어링(10)은 X-축의 운동을 안내하도록 설치되고, Z-축의 운동을 안내하도록 4개가 설치된다. 유체정역학적 베어링(10)을 수용하기 위하여 터닝 머신에 대한 어떠한 순응성(adaptations)도 요구되지 않지만, 유압 호스들이 각각의 유체정역학적 베어링(10)에 제공된다. 2-인치 라운드 A2 툴 스틸 블랭크(tool steel blank)가 인터럽트 컷팅을 위하여 그 원주 둘레에서 밀링되는 4개의 슬롯들과 함께 준비되었다. 그런 다음, 60~62 Rc로 경화(harden)되었다. 그 후, 상기 부품은 다섯 패스(passes)로 450 SFM/0.002 ipr/0.030 doc에서 5/16 인치 직경의 라운드 큐빅 보론 나이트라이드(CBN) 인써트로 러핑(roughed)되었다. 후속해서, 상기 부품은 하나의 패스로 550 SFM/0.003 ipr/0.005 doc에서 55도 CBN 인써트로 마무리(finished)된 다음, CBN 삼각형 인써트로 나사산이 형성(threaded)되었다. 상기 부품의 표면 마무리는 5 내지 6 마이크로인치 범위 안에서 일정하게 이루어졌으며, 이는 유체정역학적 베어링이 없는 비교되는 QUEST® 51 터닝 머신 상에서 기계가공되는 동일한 부품과 비교할 때, 대략 2배(a factor of two) 정도 개선된 것이다. 부가적으로는, 유체정역학적 베어링이 없는 터닝 머신 상에 사용되는 인써트의 수명과 비교할 때에, 인터럽트 터닝 인써트의 툴 수명은 3배 정도 증가되었다.
지금까지 본 발명이 소정의 실시예들에 대하여 기술되었지만, 상기 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것이다. 첨부된 청구범위의 범위 안에서 본 발명에 대한 수정예 및 변형예들이 가능하다.

Claims (92)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 유체정역학적 베어링에 있어서,
    베어링 레일; 및
    상기 베어링 레일 상에서 유체정역학적으로 지지되어 이동하도록 장착되게 구성 및 배치된 베어링 캐리지를 포함하여 이루어지고, 상기 베어링 캐리지는,
    상기 베어링 레일에 대향하는 표면들 상에 제공된 1 이상의 자기-보상(self-compensating) 베어링 패드들 - 상기 1 이상의 자기-보상 베어링 패드들은 가압된 유체원과 유체 연통되도록 구성 및 배치됨 -;
    인접한 사이드 및 엔드 부분들을 갖는 실링 구조체; 및
    상기 1 이상의 자기-보상 베어링 패드들과 유체 연통되는 복수의 드레인 그루브들 - 상기 복수의 드레인 그루브들 중 적어도 하나는 상기 1 이상의 자기-보상 베어링 패드들과 상기 실링 구조체 사이에 위치됨 - 을 포함하는 유체 복귀 시스템을 포함하는 유체정역학적 베어링.
  45. 제 44항에 있어서,
    상기 베어링 캐리지는 상기 복수의 드레인 그루브들과 유체 연통되는 1 이상의 저장부들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  46. 제 45항에 있어서,
    상기 1이상의 저장부들은 상기 베어링 캐리지의 엔드 부분들에 제공되는 복수의 저장부들을 포함하고, 상기 복수의 저장부는 유압 파워 유닛과 통하는 유체 유입구 및 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  47. 제 44항에 있어서,
    상기 베어링 레일은 직선형 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  48. 제 47항에 있어서,
    상기 베어링 레일은 T-자 형상의 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 유체정역학적 베어링 패드에 있어서,
    보상 그루브;
    상기 유체정역학적 베어링 패드가 또다른 표면에 대해 하중 지지 위치에 있는 경우, 가압된 유체의 유동을 억제하도록 구성 및 배치된 제1평탄영역을 그 안에서 에워싸는 인접한 포켓 그루브;
    상기 보상 그루브와 상기 포켓 그루브 사이에 개재된 제2평탄영역을 포함하여 이루어지고, 상기 평탄영역은 상기 베어링 패드가 다른 표면에 대해 하중 지지 위치에 있는 경우, 상기 보상 그루브로부터 상기 인접한 포켓 그루브로의 상기 가압된 유체의 유동을 억제하도록 구성 및 배치되며;
    상기 보상 그루브에 근접한 공급 그루브를 포함하여 이루어지고, 상기 공급 그루브 및 상기 보상 그루브는, 상기 공급 그루브로부터 상기 보상 그루브로의 상기 가압된 유체의 유동을 억제하도록 구성 및 배치된 제3평탄영역에 의해 분리되며;
    상기 공급 그루브는 상기 베어링 패드의 평탄면 상에 전부 배치되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 패드.
  52. 제 51항에 있어서,
    상기 제2평탄영역은 상기 보상 그루브 및 상기 포켓 그루브 사이에 그루브들을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 패드.
  53. 삭제
  54. 삭제
  55. 삭제
  56. 삭제
  57. 삭제
  58. 삭제
  59. 제 44항에 있어서,
    상기 베어링 캐리지는 상기 베어링 레일의 부분들과 맞물리는 제거가능하게 장착된 키퍼부들 및 중앙부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  60. 제 59항에 있어서,
    상기 실링 구조체의 상기 사이드 부분들은 상기 키퍼부들의 시일 그루브들 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  61. 삭제
  62. 제 44항에 있어서,
    상기 복수의 드레인 그루브들 중 하나 이상은, 상기 베어링 캐리지의 길이를 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  63. 제 44항에 있어서,
    상기 실링 구조체의 단부들은 이중-리핑된 시일들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  64. 제 44항에 있어서,
    상기 1 이상의 자기-보상 베어링 패드들 중 하나는, 상기 1 이상의 자기-보상 베어링 패드들 중 하나가 상기 베어링 레일에 대해 하중 지지 위치 내에 있는 경우, 가압된 유체의 유동을 억제하도록 구성 및 배치된 제1평탄영역을 그 안에서 에워싸는 포켓 그루브를 포함하고;
    상기 복수의 드레인 그루브들은 상기 포켓 그루브를 완전히 둘러싸는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  65. 제 64항에 있어서,
    상기 1 이상의 자기-보상 베어링 패드들 중 하나는, 상기 1 이상의 자기-보상 베어링 패드들 중 하나가 상기 베어링 레일에 대해 하중 지지 위치 내에 있는 경우, 가압된 유체의 유동을 억제하도록 구성 및 배치된 제2평탄영역을 포함하고;
    상기 제2평탄영역은 상기 포켓 그루브를 인접하여 둘러싸며,
    상기 복수의 드레인 그루브들은 상기 제2평탄영역을 완전히 둘러싸는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  66. 제 44항에 있어서,
    상기 복수의 드레인 그루브들은 상기 1 이상의 자기-보상 베어링 패드들을 완전히 둘러싸는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  67. 베어링 레일 상의 유체정역학적으로 지지되는 운동을 위해 장착되도록 구성 및 배치된 유체정역학적 베어링 캐리지에 있어서,
    상기 베어링 캐리지는 복수의 자기-보상 베어링 패드들을 포함하여 이루어지고, 상기 복수의 베어링 패드들은 가압된 유체원과 유체 연통되도록 구성 및 배치되며, 상기 베어링 패드들 각각은,
    보상 그루브;
    상기 복수의 베어링 패드들 중 나머지 다른 하나 상의 보상 그루브에 유체 연결되는 공급 그루브를 포함하되, 상기 공급 그루브는 상기 복수의 베어링 패드들 중 나머지 다른 하나 상의 상기 보상 그루브로부터 가압된 유체를 수용하도록 구성 및 배치되며;
    상기 베어링 패드와 상기 베어링 레일 사이에 지지 유체층을 생성하기 위해 상기 보상 그루브로부터 가압된 유체를 수용하도록 구성 및 배치되고, 상기 그루브를 둘러싸는 저항성 랜드를 포함하되, 상기 저항성 랜드는 전반적으로 평탄한 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  68. 제 67항에 있어서,
    상기 저항성 랜드들을 완전히 둘러싸는 1이상의 드레인 그루브를 포함하는 유체 복귀 시스템; 및
    상기 1이상의 드레인 그루브를 완전히 둘러싸는 시일 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  69. 제 44항에 있어서,
    상기 베어링 캐리지는,
    유압 유체 호스들을 수용하도록 구성 및 배치된 유체 유입구를 더 포함하되, 상기 유체 유입구는 상기 1 이상의 자기-보상 베어링 패드들과 유체 연통되며;
    유압 유체 호스들을 수용하도록 구성 및 배치된 유체 유출구를 더 포함하되, 상기 유체 유출구는 상기 복수의 드레인 그루브들과 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  70. 제 44항에 있어서,
    상기 베어링 캐리지의 상부면들 상에 제공된 1 이상의 패스닝 홀(fastening holes)을 더 포함하고, 상기 패스닝 홀들은 머신 구성요소가 상기 베어링 캐리지 상에 제거가능하게 장착되도록 구성 및 배치되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링.
  71. 제 44항에 따른 1 이상의 유체정역학적 베어링 상에 장착된 머신 툴.
  72. 제 44항에 있어서,
    상기 실링 구조체의 사이드 부분들은 실질적으로 위쪽을 향하는 u-자 형상의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 베어링 캐리지.
  73. 베어링 레일 상에서 유체정역학적으로 지지되어 이동하도록 장착되게 구성 및 배치된 유체정역학적 베어링 캐리지에 있어서,
    상기 베어링 캐리지는 복수의 자기-보상 베어링 패드들을 포함하고, 상기 복수의 베어링 패드들은 가압된 유체원과 유체 연통되도록 구성 및 배치되며, 상기 베어링 패드들 각각은:
    상기 베어링 레일에 대해 하중 지지 위치에 있는 경우, 상기 가압된 유체의 유동을 억제하도록 구성 및 배치된 평탄면;
    상기 평탄면 내의 보상 그루브를 포함하고, 상기 보상 그루브는 상기 복수의 베어링 패드들 중 나머지 다른 하나 상의 포켓 그루브에 유체 연결되며;
    상기 평탄면 내의 포켓 그루브를 포함하고, 상기 포켓 그루브는 상기 복수의 베어링 패드들 중 나머지 다른 하나 상의 보상 그루브에 유체 연결되며, 상기 포켓 그루브는 상기 복수의 베어링 패드들 중 나머지 다른 하나 상의 보상 그루브로부터 가압된 유체를 수용하도록 구성 및 배치되고;
    상기 평탄면 내의 공급 그루브를 포함하고, 상기 공급 그루브는 상기 가압 유체원과 유체 연통되고, 상기 가압된 유체원으로부터 가압된 유체를 수용하도록 구성 및 배치되며; 및
    상기 평탄면을 완전히 둘러싸는 1 이상의 드레인 그루브들을 포함하고,
    상기 평탄면은 상기 보상 그루브, 포켓 그루브, 및 공급 그루브를 서로로부터 그리고 상기 1 이상의 드레인 그루브들로부터 분리시키며,
    상기 평탄면은 상기 보상 그루브, 상기 포켓 그루브, 및 상기 공급 그루브를 둘러싸고,
    상기 포켓 그루브는 상기 보상 그루브 또는 공급 그루브를 둘러싸지 않으며,
    상기 평탄면은 상기 공급 그루브로부터 상기 포켓 그루브를 분리시키는 드레인 그루브를 포함하지 않고,
    상기 공급 그루브는 상기 보상 그루브와 상기 1 이상의 드레인 그루브들 사이에 전체적으로 또는 부분적으로 개재되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  74. 제 73항에 있어서,
    상기 1 이상의 드레인 그루브들에 작동적으로(operatively) 연결된 유체 복귀 시스템(fluid return system); 및
    상기 1 이상의 드레인 그루브들을 완전히 둘러싸는 시일 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  75. 제 74항에 있어서,
    상기 유체 복귀 시스템은 상기 1 이상의 드레인 그루브들과 유체 연통되는 유체 복귀 도관을 더 포함하고, 상기 유체 복귀 도관은 상기 1 이상의 드레인 그루브들로부터 상기 가압된 유체원으로 유체를 지향시키도록 구성 및 배치되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  76. 제 73항에 있어서,
    상기 공급 그루브는 상기 보상 그루브로부터 상기 평면 표면의 외부 에지로 유체가 누설되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  77. 제 73항에 있어서,
    상기 공급 그루브는 상기 보상 그루브와 상기 평탄면의 외부 에지 사이의 직접적 유체 누설 경로들의 대부분을 제거하는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  78. 제 73항에 있어서,
    상기 공급 그루브는 상기 보상 그루브의 대부분을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  79. 제 73항에 있어서,
    상기 공급 그루브의 위치는 상기 보상 그루브와 상기 평면 표면의 외부 에지 사이의 유체 누설 경로를 감소시키는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  80. 제 73항에 있어서,
    상기 공급 그루브는 상기 보상 그루브와 상기 평면 표면의 외부 에지 사이에 전체적으로 또는 부분적으로 개재되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  81. 제 73항에 있어서,
    상기 1 이상의 드레인 그루브들을 완전히 둘러싸는 시일 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  82. 제 81항에 있어서,
    상기 시일 구조체는 상기 1 이상의 드레인 그루브들 주위의 비-평탄 경로를 따르는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  83. 제 82항에 있어서,
    상기 시일 구조체는 상기 베어링 패드들을 서로 분리시키지 않는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  84. 베어링 레일 상에서 유체정역학적으로 지지되어 이동하도록 장착되게 구성 및 배치된 유체정역학적 베어링 캐리지에 있어서,
    가압된 유체원으로부터 유체를 수용하도록 구성 및 배치된 제 1 및 제 2 베어링 패드들을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 베어링 패드들은 각각 제 1 및 제 2 평탄면들, 및 상기 베어링 캐리지와 상기 베어링 레일 사이에 지지 유체 층을 생성하기 위해, 상기 유체가 상기 베어링 그루브들 및 상기 평탄면들 상에서 선택적으로 유동하도록 상기 제 1 및 제 2 표면들 내의 제 1 및 제 2 베어링 그루브들을 각각 포함하며,
    상기 베어링 캐리지와 상기 베어링 레일 사이의 공간으로부터 유체가 유동하는 것을 저지하고, 상기 유체를 상기 가압된 유체원을 향해 다시 돌리도록 구성 및 배치되는 유체 복귀 시스템을 포함하며, 상기 유체 복귀 시스템은:
    상기 제 1 및 제 2 베어링 패드들을 둘러싸는 드레인 그루브들, 및
    상기 드레인 그루브들을 둘러싸는 시일링 구조체를 포함하고,
    상기 시일링 구조체는 상기 레일 주위에 완전한 링을 형성하도록 구성 및 배치되지 않으며,
    상기 제 1 평탄면은 상기 제 2 평탄면과 공면(coplanar)이 아닌 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  85. 제 84항에 있어서,
    상기 시일링 구조체는 상기 제 1 및 제 2 평탄면들을 서로 분리시키지 않는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  86. 제 84항에 있어서,
    상기 시일링 구조체는 상기 베어링 패드들 주위의 비-평면 경로를 따르는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  87. 제 84항에 있어서,
    상기 베어링 캐리지는 상기 1 이상의 드레인 그루브들과 유체 연통되는 1 이상의 저장부들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  88. 제 84항에 있어서,
    상기 시일링 구조체는 엔드 및 사이드 부분들을 가지며, 상기 시일링 구조체의 상기 사이드 부분들은 실질적으로 위쪽으로 향하는 u-자형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  89. 제 84항에 있어서,
    상기 드레인 그룹들의 1 이상은 상기 베어링 캐리지의 길이를 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  90. 제 84항에 있어서,
    상기 유체 복귀 시스템은 상기 드레인 그루브들과 유체 연통되는 유체 복귀 도관을 더 포함하고, 상기 유체 복귀 도관은 상기 드레인 그루브들로부터 상기 가압된 유체원으로 유체를 지향시키도록 구성 및 배치되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 캐리지.
  91. 유체정역학적 베어링 패드에 있어서,
    보상 그루브;
    상기 유체정역학적 베어링 패드가 또 다른 표면에 대해 하중 지지 위치에 있는 경우, 가압된 유체의 유동을 억제하도록 구성 및 배치된 제 1 평탄 영역을 그 안에서 에워싸는 인접한 포켓 그루브;
    상기 보상 그루브와 상기 포켓 그루브 사이에 개재된 제 2 평탄 영역을 포함하고, 상기 제 2 평탄 영역은 상기 베어링 패드가 다른 표면에 대해 하중 지지 위치에 있는 경우, 상기 보상 그루브로부터 상기 인접한 포켓 그루브로의 상기 가압된 유체의 유동을 억제하도록 구성 및 배치되며;
    상기 보상 그루브에 근접한 공급 그루브를 포함하고, 상기 공급 그루브 및 상기 보상 그루브는, 상기 공급 그루브로부터 상기 보상 그루브로의 상기 가압된 유체의 유동을 억제하도록 구성 및 배치된 제 3 평탄 영역에 의해 분리되며;
    상기 공급 그루브는 상기 베어링 패드의 평탄면 상에 전부 배치되고,
    상기 포켓 그루브는 상기 제 1 및 제 2 평탄 영역들을 분리시키며,
    상기 보상 그루브 및 포켓 그루브는 드레인 그루브에 의해 서로 분리되지 않고,
    상기 보상 그루브는 상기 보상 그루브와 상기 베어링 패드의 에지 사이에 전체적으로 또는 부분적으로 개재되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 패드.
  92. 유체정역학적 베어링 패드에 있어서,
    또 다른 평면에 대해 하중 지지 위치에 있는 경우, 가압된 유체의 유동을 억제하도록 구성 및 배치된 평탄면;
    상기 평탄면 내의 보상 그루브를 포함하고, 상기 보상 그루브는 또 다른 유체정역학적 베어링 패드의 포켓 그루브와 유체 연통되도록 구성 및 배치되며;
    상기 평탄면 내의 포켓 그루브를 포함하고, 상기 포켓 그루브는 상기 또 다른 유체정역학적 베어링 패드의 보상 그루브와 유체 연통되도록 구성 및 배치되며;
    상기 평탄면 내의 공급 그루브를 포함하고, 상기 공급 그루브는 상기 보상 그루브에 인접하고, 가압된 유체원으로부터 가압된 유체를 수용하도록 구성 및 배치되며; 및
    상기 보상 그루브, 상기 포켓 그루브, 상기 공급 그루브, 및 상기 평탄면을 둘러싸는 1 이상의 드레인 그루브들;
    상기 평탄면은 상기 보상 그루브, 포켓 그루브, 공급 그루브, 및 1 이상의 드레인 그루브들을 서로 분리시키고,
    상기 포켓 그루브는 상기 보상 그루브 또는 공급 그루브를 둘러싸지 않으며,
    상기 평탄면은 상기 공급 그루브들 완전히 둘러싸며,
    상기 평탄면은 상기 공급 그루브로부터 상기 포켓 그루브를 분리시키는 드레인 그루브를 포함하지 않고,
    상기 공급 그루브는 상기 보상 그루브와 상기 1 이상의 드레인 그루브들 사이에 전체적으로 또는 부분적으로 개재되는 것을 특징으로 하는 유체정역학적 베어링 패드.
KR1020057003447A 2002-08-30 2003-08-28 선형 운동 안내용 유체정역학적 베어링 KR100989668B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40693302P 2002-08-30 2002-08-30
US60/406,933 2002-08-30
US10/617,390 2003-07-11
US10/617,390 US20040042689A1 (en) 2002-08-30 2003-07-11 Hydrostatic bearing for linear motion guidance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050073449A KR20050073449A (ko) 2005-07-13
KR100989668B1 true KR100989668B1 (ko) 2010-10-26

Family

ID=31981450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057003447A KR100989668B1 (ko) 2002-08-30 2003-08-28 선형 운동 안내용 유체정역학적 베어링

Country Status (12)

Country Link
US (3) US20040042689A1 (ko)
EP (1) EP1534969B1 (ko)
JP (1) JP2005537446A (ko)
KR (1) KR100989668B1 (ko)
CN (1) CN100400908C (ko)
AT (1) ATE435374T1 (ko)
AU (1) AU2003268207A1 (ko)
BR (1) BR0313956A (ko)
CA (1) CA2496915A1 (ko)
DE (1) DE60328200D1 (ko)
ES (1) ES2329671T3 (ko)
WO (1) WO2004020852A1 (ko)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6909581B2 (en) * 2003-05-02 2005-06-21 Segway Systems, Llc Tape head assembly with air bearing guide
JP2005344801A (ja) * 2004-06-02 2005-12-15 Fanuc Ltd 制動装置
DE102005023998A1 (de) * 2005-05-25 2006-12-14 Schaeffler Kg Hydrostatische Lagerung
DE102005038341A1 (de) * 2005-08-13 2007-02-15 Schaeffler Kg Hydrostatische Profilschienenführung
EP1800799A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-27 Aktiebolaget SKF A vibration device for a super finishing apparatus and an attachment tool comprising the vibration device
KR100650563B1 (ko) * 2005-12-27 2006-11-30 주식회사 포스코 쌍롤식 연속박판 주조공정의 주조롤 무빙장치
DE102006014446A1 (de) * 2006-03-29 2007-10-04 Schaeffler Kg Stromregelventil
US7624907B2 (en) * 2007-06-15 2009-12-01 Cyril Bath Company Linear friction welding apparatus and method
DE102007030883A1 (de) * 2007-07-03 2009-01-08 Schaeffler Kg Dichtung für eine hydrostatische Linearführung
TWI411481B (zh) 2007-10-30 2013-10-11 Toshiba Machine Co Ltd 精密軋輥車床
CN101896291B (zh) * 2007-10-31 2013-04-24 科尔特斯工程有限公司 用于轧机的直线轴承板
US8210012B2 (en) * 2007-10-31 2012-07-03 Corts Engineering Gmbh & Co. Kg Lubrication delivery system for linear bearings
DE102008047298A1 (de) * 2008-09-16 2010-04-15 Schaeffler Kg Hydrostatische Profilschienenführung
DE102008047299A1 (de) * 2008-09-16 2010-04-15 Schaeffler Kg Hydrostatische Lagerung
DE102008047297A1 (de) * 2008-09-16 2010-04-15 Schaeffler Kg Hydrostatische Lagerung
CN101769336B (zh) * 2009-01-05 2013-02-13 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 空气导轨
TWI421416B (zh) * 2009-10-30 2014-01-01 Ind Tech Res Inst 線性滑台
JP4992986B2 (ja) * 2010-01-22 2012-08-08 新東工業株式会社 静圧軸受装置および静圧軸受装置を備えたステージ
CN103189151B (zh) * 2010-07-26 2016-09-07 科尔特斯工程有限责任两合公司 流体调平的支承板
TWI407023B (zh) * 2010-12-03 2013-09-01 Ind Tech Res Inst 自動補償液靜壓軸頸軸承
US20120213457A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-23 Pacific Bearing Company Linear Guide Unit
CN102943812B (zh) * 2011-08-15 2015-03-04 宋震国 主动补偿式液静压轴承及使用其的液静压轴承模块
TWI516336B (zh) 2012-10-23 2016-01-11 財團法人工業技術研究院 液靜壓工作裝置
CN102996635B (zh) * 2012-10-30 2016-06-08 无锡鸿声铝业有限公司 一种双弯单矫机组的导轨组件
CN103410860A (zh) * 2012-12-18 2013-11-27 芜湖陀曼精机科技有限公司 一种滑块式静压导轨组合密封装置
CN103410859B (zh) * 2012-12-18 2017-07-14 芜湖陀曼精机科技有限公司 一种定压式静压导轨节流器
CN104100636A (zh) * 2013-04-01 2014-10-15 上海意丰机电科技开发有限公司 带保压环的滑动轴承
JP6274602B2 (ja) * 2014-02-28 2018-02-07 日立工機株式会社 卓上切断機
CN103899646B (zh) * 2014-03-25 2016-04-20 西安理工大学 带磁流变液阻尼器的液体静压导轨
CN104295605A (zh) * 2014-09-23 2015-01-21 哈尔滨工程大学 环带复合节流静压气体球面轴承
US9845828B2 (en) * 2014-10-28 2017-12-19 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Guide mechanism of machine tool and machine tool
JP6559937B2 (ja) 2014-10-28 2019-08-14 東芝機械株式会社 油静圧案内機構および工作機械
CN104500569A (zh) * 2014-12-23 2015-04-08 天津尚吉液压设备有限公司 一种单约束自由度的t型液压轴承
EP3277961A2 (en) 2015-03-30 2018-02-07 Hicor Technologies, Inc. Compressor
TWI662203B (zh) * 2015-07-15 2019-06-11 國立清華大學 液壓軸承系統及裝配有液壓軸承系統之移動平台系統
DE102015122675A1 (de) * 2015-12-23 2017-06-29 Airbus Operations Gmbh Sicherungsvorrichtung und Linearführungsmechanismus
EP3402617A4 (en) * 2016-01-12 2019-11-13 Stolle Machinery Company, LLC EXTERNAL HYDROSTATIC BEARING ASSEMBLY FOR MACHINE FOR FORMING METALLIC BOX BODIES
US10550886B2 (en) * 2016-07-14 2020-02-04 Cascade Corporation Nonmetallic bearing on bearing assembly
CN107138778B (zh) * 2017-06-27 2019-04-26 南昌与德通讯技术有限公司 侧孔倒角加工方法
EP3683010B1 (en) * 2017-09-15 2022-12-07 Makino Milling Machine Co., Ltd. Moving body guiding device
CN108071677B (zh) * 2018-01-31 2024-02-27 江苏工大金凯高端装备制造有限公司 一种气浮导轨
US10451109B1 (en) * 2018-04-18 2019-10-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Linear guide bearing and associated quick-change system
CN108468148B (zh) * 2018-05-25 2023-12-19 浙江智乙机械有限公司 一种智控提花手套机
CN108532113B (zh) * 2018-05-25 2023-12-19 浙江智乙机械有限公司 一种智控提花手套机的机头
US10704598B1 (en) * 2019-03-05 2020-07-07 Hiwin Technologies Corp. Hydrostatic linear guideway
NL2023326B1 (nl) * 2019-06-17 2021-01-27 De Wiel Services B V Dwarssupport voor een freesmachine
NL2023329B1 (nl) * 2019-06-17 2021-01-27 De Wiel Services B V Freesinrichting met variabele positionering van een freesmachine
CN114746659B (zh) * 2019-12-07 2024-05-24 雅科贝思私人有限公司 一种超低轮廓空气静压轴承及其制造方法
CN111043153A (zh) * 2019-12-25 2020-04-21 嘉善万润精密机械股份有限公司 组合滑块及其封边结构
CN115178987A (zh) * 2022-06-21 2022-10-14 无锡威孚奥特凯姆精密机械有限公司 一种基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5971614A (en) * 1997-09-08 1999-10-26 Aesop, Inc. Modular hydrostatic bearing with carriage form-fit to PR

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2449297A (en) 1941-03-26 1948-09-14 James M Degnan Automatic fluid pressure balancing system
US3355990A (en) * 1964-08-26 1967-12-05 Henschef Werke A G Hydrostatic positioning of worktables of machine tools
CH459670A (de) * 1967-01-21 1968-07-15 Ardie Werk Gmbh Hydrostatische Gleitführung für bewegliche Maschinenteile, insbesondere längsbewegliche Werkzeugmaschinenteile
US3508430A (en) * 1968-02-13 1970-04-28 Nat Machinery Co The Forging machine with hydrostatic bearings
NL6807674A (ko) * 1968-05-31 1969-12-02
US3635532A (en) * 1969-02-08 1972-01-18 Riv Officine Di Villar Perosa Hydrostatically supported machine tool slide
US3582159A (en) * 1970-05-11 1971-06-01 Heald Machine Co Machine bearing
US3717392A (en) 1970-07-10 1973-02-20 Asquith Ltd William Relating to hydrostatic bearings
US3754799A (en) * 1971-11-18 1973-08-28 Lidkoepings Mekaniska Verkstad Movable machine element supported with the aid of a gas or fluid bearing
US3871721A (en) 1972-04-06 1975-03-18 Giddings & Lewis Pre-loaded hydrostatic way bearing
US3781070A (en) * 1972-05-18 1973-12-25 Cincinnati Milacron Heald Machine tool
US3900233A (en) * 1973-01-19 1975-08-19 Thomson Ind Inc Linear motion ball bearing assembly and ball conforming shaft
US4080009A (en) * 1976-09-29 1978-03-21 Giddings & Lewis, Inc. Servostatic bearing system with variable stiffness
JPS5459545A (en) * 1977-10-21 1979-05-14 Canon Kk Fluid bearing
FR2410532A1 (fr) 1977-11-30 1979-06-29 Etu Rech Machine Outil Centre Dispositif de glissiere a patins de guidage
US4272216A (en) * 1978-12-20 1981-06-09 Kearney & Trecker Corporation Machine tool lubrication system
JPS56126547A (en) * 1980-03-06 1981-10-03 Makino Milling Mach Co Ltd Machine equipped with load compensating guide face
DE3128186A1 (de) 1981-07-16 1983-02-03 Krupp Polysius Ag, 4720 Beckum Hydrostatisches lager
JPS58146716A (ja) * 1982-02-25 1983-09-01 Hiroshi Teramachi 四方向荷重形リニアベアリング
DE3339316A1 (de) 1983-10-29 1985-05-09 Rudi 5657 Haan Habermann Fuehrungsanordnung
DD240717A1 (de) * 1985-09-06 1986-11-12 Bauakademie Ddr Hydrostatisches translationsgleitlager
US4749283A (en) * 1985-09-12 1988-06-07 Canon Kabushiki Kaisha Static pressure bearing
US4865465A (en) 1987-08-20 1989-09-12 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Hydrostatically supporting device for slide
DE3831676C1 (ko) * 1988-09-17 1990-01-04 Ina Linear Technik Ohg, 6650 Homburg, De
EP0361026A1 (de) * 1988-09-17 1990-04-04 Ina Linear Technik Ohg Hydrostatische Lagerung
US4932067A (en) * 1989-05-30 1990-06-05 Thomson Industries, Inc. Linear motion bearing
US5010794A (en) * 1990-02-05 1991-04-30 Klager Earl E Hydrostatic spindle device
JPH0439328U (ko) * 1990-07-27 1992-04-03
US5104237A (en) 1990-11-08 1992-04-14 Advanced Engineering Systems Operations & Products, Inc. (Aesop) Self-compensating hydrostatic linear motion bearing
FR2675863B1 (fr) * 1991-04-25 1994-10-21 Rexroth Mannesmann Gmbh Palier hydrostatique radial a poches pour un verin d'asservissement.
US5364190A (en) * 1992-01-14 1994-11-15 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Hydrostatic bearing apparatus
JPH06213235A (ja) 1992-02-07 1994-08-02 Advanced Eng Syst Operation & Prod Inc 自己補償型静水圧線形運動軸受
JP2725952B2 (ja) 1992-06-30 1998-03-11 三菱電機株式会社 半導体パワーモジュール
US5488771A (en) 1994-03-09 1996-02-06 Advanced Engineering Systems, Operations & Products Inc. Method for manufacturing externally pressurized bearing assemblies
US5466071A (en) 1994-03-10 1995-11-14 Advanced Engineering Systems, Operations & Products, Inc. High speed hydrostatic spindle design
US5484208A (en) 1994-05-09 1996-01-16 Massachusetts Institute Of Technology Elastically supported self-compensating flow restrictors for optimizing hydrostatic bearing performance
CH693071A5 (de) 1998-01-23 2003-02-14 C R I D S A Cie De Rech S Ind Gleitlager.
JP4049878B2 (ja) * 1998-02-25 2008-02-20 日本トムソン株式会社 直動転がり案内ユニット
US5980110A (en) * 1998-07-10 1999-11-09 Thomson Industries, Inc. Manifold for self-compensating hydrostatic bearing with integral compensators
US6086255A (en) * 1998-07-28 2000-07-11 Thompson Industries, Inc. Hydrostatic bearing and fluid collection system
US6012845A (en) * 1998-08-28 2000-01-11 Thomson Industries Inc. Self-compensating hydrostatic bearing with tape
JP4035241B2 (ja) * 1998-11-13 2008-01-16 日本トムソン株式会社 潤滑装置を備えた直動案内ユニット
US6315449B1 (en) * 2000-03-23 2001-11-13 Lucent Technologies Inc. Compliant hydrostatic guidance of moving lathe carriage
US6428210B1 (en) * 2000-07-11 2002-08-06 Lintech Motion Control, Inc. Precision air bearing slide and stage assembly for controlled linear motion

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5971614A (en) * 1997-09-08 1999-10-26 Aesop, Inc. Modular hydrostatic bearing with carriage form-fit to PR

Also Published As

Publication number Publication date
EP1534969A1 (en) 2005-06-01
US20040042689A1 (en) 2004-03-04
KR20050073449A (ko) 2005-07-13
ATE435374T1 (de) 2009-07-15
ES2329671T3 (es) 2009-11-30
JP2005537446A (ja) 2005-12-08
WO2004020852A1 (en) 2004-03-11
AU2003268207A1 (en) 2004-03-19
CA2496915A1 (en) 2004-03-11
BR0313956A (pt) 2005-07-19
US20060251346A1 (en) 2006-11-09
DE60328200D1 (de) 2009-08-13
US7311444B2 (en) 2007-12-25
EP1534969B1 (en) 2009-07-01
CN1685167A (zh) 2005-10-19
US7287906B2 (en) 2007-10-30
US20060251345A1 (en) 2006-11-09
CN100400908C (zh) 2008-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100989668B1 (ko) 선형 운동 안내용 유체정역학적 베어링
US3355990A (en) Hydrostatic positioning of worktables of machine tools
US8453675B2 (en) Rotary union with selectively controlled seal
US3698725A (en) Hydrostatic seal for rotary machine tool spindles
US3223463A (en) Machine tool spindle
JP2005537446A5 (ko)
US20160115993A1 (en) Guide mechanism of machine tool and machine tool
KR101795157B1 (ko) 공작 기계의 안내 기구 및 공작 기계
US20140035274A1 (en) Rotary union with pressure controlled seal actuator
JPH109267A (ja) キャリッジが流れの低減のために輪郭レールに形状適合する、モジュラ式油圧ベアリング
TWI678255B (zh) 移動體之引導裝置
US3570191A (en) Hydrostatic spindle
KR20150050259A (ko) 공작 기계의 주축 구조
CN117536998A (zh) 液体静压轴承用封油面气垫减阻结构
US3532398A (en) Self-adjusting bearing
CN115383473A (zh) 应用于机床的预载式液体静压导轨组件及机床
RU2211385C2 (ru) Гидростатический подшипник
WO1998030809A1 (en) Improved hydrostatic bearings

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130926

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140923

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee