KR101702664B1 - 엑시얼 베어링 배열체 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방사상으로 바깥쪽을 향한 탄성 부재 (13) 를 가진 방사상으로 안쪽에 배치된 축방향 돌출부 (11) 및 제 1 작동면 (5) 을 가진 제 1 베어링링 (3) 과, 방사상으로 안쪽을 향한 탄성 부재 (12) 를 가진 방사상으로 바깥쪽에 배치된 축방향 돌출부 (10) 및 제 2 작동면 (4) 을 가진 제 2 베어링링 (2) 과, 둘레에 걸쳐 분배되어 상기 작동면 (4, 5) 들에서 굴러 가는 전동체 (8) 들을 수용하고 방사상으로 상기 두 탄성 부재 (12, 13) 를 덮는 일체형 전동체 케이지 (6) 를 가진, 유닛 (16) 을 형성하는 엑시얼 베어링 배열체 (1) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
후가공 공정들 없이 엑시얼 베어링 배열체 (1) 를 이탈되지 않도록 서로에 대해 고정된 부품들을 가진 유닛 (16) 으로서 제조할 수 있기 위해, 본 발명에 따르면 방사상으로 서로 포개어져 배치되고 전동체 케이지 (6) 의 밀착면 (19, 20) 들과 탄성 부재 (12, 13) 들의 사이에 축방향으로 지지된 2 개의 리테이닝링 (18, 18) 사이에 전동체 케이지 (6) 를 수용하는 것이 제안된다.

Description

엑시얼 베어링 배열체 및 그 제조방법{AXIAL BEARING ARRANGEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 방사상으로 바깥쪽을 향한 탄성 부재 (resilient element) 를 가진 방사상으로 안쪽에 배치된 축방향 돌출부 및 제 1 작동면 (running surface) 을 가진 제 1 베어링링 (bearing ring) 과, 방사상으로 안쪽을 향한 탄성 부재를 가진 방사상으로 바깥쪽에 배치된 축방향 돌출부 및 제 2 작동면을 가진 제 2 베어링링과, 둘레에 걸쳐 분배되어 상기 작동면들에서 굴러 가는 전동체 (rolling element) 들을 수용하고 방사상으로 상기 두 탄성 부재를 덮는 일체형 (one-piece) 전동체 케이지 (rolling element cage) 를 가진, 유닛 (unit) 을 형성하는 엑시얼 베어링 배열체 (axial bearing arrangement) 에 관한 것이다.
DE 198 57 033 A1 에는 베어링링들과, 전동체들을 수용하는 전동체 케이지가 이탈되지 않도록 서로에 대해 고정시키는 유닛을 형성하는 동종의 엑시얼 베어링 배열체가 공지되어 있다. 상기 베어링링들은 각각 방사상으로 바깥쪽에 또는 방사상으로 안쪽에 배치된 축방향 돌출부를 갖고 횡단면이 L 모양으로 형성되어 있으며, 상기 축방향 돌출부들의 단부들은 전동체 케이지의 삽입 후 컬링 가공 또는 플랜징 가공되고, 따라서 방사상 탄성 부재들이 형성되며, 상기 탄성 부재들은 전동체 케이지를 베어링링들에 배치된, 전동체들을 위한 작동면들과 상기 탄성 부재들의 사이에 축방향으로 고정시키고, 그러므로 베어링링들과 전동체 케이지는 엑시얼 베어링 배열체의 유닛을 형성하며 서로에 대해 고정된다.
상기 탄성 부재들을 구현하기 위해서는, 부품들을 서로에 대해 배치한 후 재료성형 제조공정들이 필요하며, 특히 베어링 제조에 있어 자동 제조 장치로 상기 제조공정을 수행하는 것은 생소하므로 비용이 많이 들고 번거롭다. 상기 재료성형 공정들이 생략되면, 상기 유닛은 운반 동안 또는 예컨대 유체역학적 토크 컨버터의 서로에 대해 비틀려질 수 있는 2 개의 부품을 축방향으로 지지하기 위한 조립 동안 허물어진다.
따라서, 본 발명의 목적은 서로에 대해 이탈되지 않도록 배치된 부품들을 가진, 유닛으로서 제조된 엑시얼 베어링 배열체 및 그 제조방법을 제공하는 것이며, 이 제조방법에서는 엑시얼 베어링 배열체의 부품들을 서로에 대해 배치한 후 추가의 재료성형 제조공정들이 없어도 된다.
상기 목적은, 본 발명에 따르면 방사상으로 바깥쪽을 향한 탄성 부재를 가진 방사상으로 안쪽에 배치된 축방향 돌출부 및 제 1 작동면을 가진 제 1 베어링링과, 방사상으로 안쪽을 향한 탄성 부재를 가진 방사상으로 바깥쪽에 배치된 축방향 돌출부 및 제 2 작동면을 가진 제 2 베어링링과, 둘레에 걸쳐 분배되어 상기 작동면들에서 굴러 가는 전동체들을 수용하고 방사상으로 상기 두 탄성 부재를 덮는 일체형 전동체 케이지를 가진, 유닛을 형성하는 엑시얼 베어링 배열체에 있어서, 상기 유닛을 형성하는 상기 부품들이 방사상으로 서로 포개어져 배치된, 각각 전동체 케이지의 밀착면 및 상기 탄성 부재들에 지지되는 2 개의 리테이닝링 (retaining ring) 을 이용해 이탈되지 않도록 서로에 대해 수용되어 있음으로써 달성된다. 상기 리테이닝링들은 바람직하게는 방사상으로 슬롯을 갖도록 설계되어 있다. 상기 방사상 슬롯 (slot) 에 의해 상기 리테이닝링들은 방사상으로 탄성적으로 설계되고, 상응하는 방사상 초기응력하에서 상기 탄성 부재들의 지름을 넘어 확장되거나 또는 좁아질 수 있으며, 그 밖의 재료성형 제조공정들 없이 마치 잡아당겨지는 듯이 상기 탄성 부재들에 걸쳐 눌려질 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 엑시얼 베어링 배열체는 볼 (ball) 또는 바람직하게는 방사상으로 정렬된 니들 롤러 (needle roller) 로 만들어진 전동체들을 갖추고 있다. 상기 베어링링들은 방사상으로 형성된, 상기 탄성 부재들에 대해 본질적으로 평행인, 축방향으로 서로 간격을 둔, 전동체들을 위한 작동면들을 구비하며, 상기 리테이닝링들은 상기 베어링링들에 제공되어 있는 상기 탄성 부재들을 이완된 형태에서 방사상으로 덮는다. 이때, 상기 리테이닝링들은 각각 방사상으로 상기 베어링링들과 함께 조여있을 수 있다. 상기 전동체는 방사상으로 바깥쪽 및 방사상으로 안쪽에서 각각 상기 리테이닝링들의 내부둘레에 대해 확대되어 있고, 각각 리테이닝링과의 밀착면을 형성하며, 따라서 두 베어링링은 전동체 케이지에 걸쳐 서로에 대해 이탈되지 않도록 배치되어 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 리테이닝링들은 방사상으로 바깥쪽에서 또는 방사상으로 안쪽에서 베어링링들에 대해 방사상으로 초기응력을 받을 수 있고, 상기 베어링링들을 경우에 따라서는 서로에 대해 센터링 (centering) 시킨다. 전동체 케이지는 방사상으로 안쪽 및 방사상으로 바깥쪽에, 축방향으로 적어도 한 번 접힌 환형림 (annular rim) 을 구비할 수 있다. 이 환형림은 방사상으로 탄성을 가질 수 있고, 그의 지름과 관련하여 캘리브레이션될 수 있다. 상기 환형림이 축방향으로 두 번 접혀 있으면 바람직한 것으로 증명되었다. 이때, 상기 리테이닝링들을 위한 밀착면들은 상기 환형림의 단부쪽 돌출부에서 형성되거나, 또는 접힌, 포개어져 놓여 있는 2 개의 환형림섹션의 환형 불룩부에 의해 형성된다.
이 이외에, 리테이닝링들의 횡단면을 L 모양으로 형성하는 것이 바람직한 것으로 증명되었다. 이 경우, 축방향으로 형성된 링형 레그 (leg) 로부터는 탄성 부재와 작동면 사이의 베어링링의 내부둘레에서의 평평한 밀착면이 제공될 수 있고, 방사상으로 정렬된 링형 레그로부터는 전동체 케이지의 밀착면을 위한 밀착면이 제공될 수 있다.
이 이외에, 본 발명의 상기 목적은 방사상으로 바깥쪽을 향한 탄성 부재를 가진 방사상으로 안쪽에 배치된 축방향 돌출부 및 제 1 작동면을 가진 제 1 베어링링과, 방사상으로 안쪽을 향한 탄성 부재를 가진 방사상으로 바깥쪽에 배치된 축방향 돌출부 및 제 2 작동면을 가진 제 2 베어링링과, 둘레에 걸쳐 분배되어 상기 작동면들에서 굴러 가는 전동체들을 수용하고 방사상으로 상기 두 탄성 부재를 덮는 일체형 전동체 케이지를 포함하고 유닛을 형성하는 엑시얼 베어링 배열체의 제조방법을 통해 달성되며, 이 제조방법에 따르면 전동체들을 가진 전동체 케이지가 베어링링들 중 하나 안으로 삽입되고, 제 1 리테이닝링이 제 1 탄성 부재에 걸쳐 눌려지며, 다른 베어링링이 전동체 케이지에 걸쳐 끼워지고 그리고 제 2 리테이닝링을 눌러 붙임으로써 유닛은 이탈되지 않도록 형성된다.
상기 기술된 바와 같은 엑시얼 베어링 배열체는 예컨대 DE 10 2007 053 974 A1 에 공개되어 있는 바와 같은 유체역학적 (hydrodynamic) 토크 컨버터 (torque converter) 의 서로에 대해 비틀려질 수 있는, 축방향으로 서로에 대해 지지된 2 개의 부품에 특히 적합하다. 이 경우, 본 발명에 따른 엑시얼 베어링 배열체는 서로 접해 있는 예컨대 토크 컨버터 록업 클러치 (torque converter lockup clutch) 또는 터빈휠로부터 토션 댐퍼 (torsion damper) 의 허브 플랜지의 회전 디커플링 (rotation decoupling) 을 위해 이용된다.
본 발명을 도 1 내지 도 3 에 도시되어 있는 실시예들을 근거로 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 엑시얼 베어링 배열체의 종방향 단면,
도 2 는 슬롯을 가진 리테이닝링의 도면,
도 3 은 도 1 의 엑시얼 베어링 배열체와 유사한 엑시얼 베어링 배열체의 종방향 단면이다.
도 1 에는 회전축을 중심으로 회전 대칭적으로 형성된 엑시얼 베어링 배열체 (1) 의 종방향 단면의 상부 절반이 도시되어 있다. 두 베어링링 (2, 3) 은 성형된 박판부품으로 만들어져 있으며, 상기 베어링링들은 전동체 (8) 들을 위한 방사상으로 정렬된 작동면 (4, 5) 들을 구비하고, 상기 전동체들은 전동체 케이지 (6) 안에, 즉 상응하여 상기 전동체 케이지 안에 파여 있는 홈 (7) 들 안에 원주방향으로 서로 간격을 두고 수용되어 있으며, 상기 전동체들은 방사상으로 정렬되고 전동체 케이지 (6) 의 둘레에 걸쳐 분배된 니들 롤러 (needle roller, 9) 들의 형태를 가진다. 베어링링 (2, 3) 들은 각각 방사상으로 안쪽에 또는 방사상으로 바깥쪽에 배치된 축방향 돌출부 (10, 11) 를 구비하며, 상기 돌출부들에는 이미 성형가공되어 탄성 부재 (12, 13) 들이 방사상으로 안쪽으로 또는 방사상으로 바깥쪽으로 제공되어 있다.
전동체 케이지 (6) 는 그의 내부둘레 및 그의 외부둘레에, 각각의 경우에 있어 여러 번 축방향으로 접힌 환형림 (annular rim, 14, 15) 을 구비하며, 본 경우 상기 환형림은 각각의 경우에 있어 두 번 접혀 있고, 그의 축방향 돌출부 (21) 에 또는 두 환형림섹션 (22, 23) 을 연결하는 환형 불룩부 (24) 에 밀착면 (19, 20) 을 구비한다. 밀착면 (19, 20) 들과 탄성 부재 (12, 13) 들의 사이에는 각각 리테이닝링 (17, 18) 이 배치되어 있다. 상기 리테이닝링들은 각각 탄성 부재 (12, 13) 를 방사상으로 덮고, 따라서 전동체 케이지 (6) 는 이탈되지 않도록 베어링링 (2, 3) 들 안에 수용되어 있으며, 상기 베어링링들은 서로에 대해 센터링되어 있고, 이탈되지 않도록 배치되어 있다. 이때, 환형림 (14, 15) 들의 밀착면 (19, 20) 은 각각 탄성 부재 (12, 13) 에 대한 방사상 간극을 가지며, 따라서 전동체 케이지 (6) 는 별도의 조립을 위한 외력 없이 베어링링 (2, 3) 들 안으로 도입될 수 있다.
이탈이 방지된 유닛 (unit, 16) 이 되도록 엑시얼 베어링 배열체 (1) 를 조립하는 것은 전동체 (8) 들이 구비된 전동체 케이지 (6) 를 베어링링 (2, 3) 들 중 하나 안으로 위치시킴으로써 수행된다 (베어링링 (2) 안으로 전동체 케이지 (6) 가 삽입되어 있는 것이 도시되어 있다). 물론 베어링링 (3) 을 갖고 시작하는 정반대의 순서도 마찬가지로 본 발명의 사상에 포함되어 있다. 베어링링 (2) 안으로 전동체 케이지 (6) 를 삽입한 후, 바람직하게는 방사상으로 슬롯을 가진 관련 리테이닝링 (17) 은 탄성적 초기응력을 통해 탄성 부재 (12) 의 지름으로 감소되고, 축방향으로 상기 탄성 부재 (12) 와 상기 환형림 (15) 의 밀착면 (19) 의 사이에 배치된다. 후속하여, 베어링링 (3) 이 전동체 (8) 들에 밀착되며, 그리고 마찬가지로 방사상으로 슬롯을 가진, 탄성적 초기응력을 받은 리테이닝링 (18) 이 탄성 부재 (13) 에 걸쳐 올려지고, 따라서 유닛 (16) 의 모든 부품들은 이탈되지 않도록 서로에 대해 배치된다.
도 2 에는 도 1 의 리테이닝링 (17) 이 도시되어 있다. 도 1 의 리테이링 링 (18) 은 이와 동일한 부품이다. 리테이닝링 (17) 은 슬롯 (25) 을 가지며, 상기 슬롯은 리테이닝링 (17) 의 지름의 탄성적 감소를 허용한다. 초기응력을 단순화하기 위해, 리테이닝링 (17) 은 조립용 공구를 위한 상응하는 수단, 예컨대 개구부들 또는 돌출부들 (도시되어 있지 않음) 을 구비할 수 있다.
도 3 은 도 1 의 엑시얼 베어링 배열체 (1) 와 유사한 엑시얼 베어링 배열체 (1a) 의 부분 단면을 나타낸다. 엑시얼 베어링 배열체 (1) 와는 달리, 리테이닝링 (17a, 18a) 들은 방사상으로 정렬된 레그 (leg, 26, 27) 들 및 축방향으로 정렬된 레그 (28, 29) 들을 갖고 횡단면이 L 모양으로 형성되어 있다. 방사상으로 정렬된 상기 레그들은 각각 전동체 케이지 (6) 의 환형림 (14, 15) 들의 밀착면 (19, 20) 들을 위한 밀착면을 형성하고, 상기 축방향 레그 (28, 29) 들은 상기 축방향 돌출부들의 내부둘레에서의 확장된 밀착면을 형성한다.
1 : 엑시얼 베어링 배열체 1a : 엑시얼 베어링 배열체
2 : 베어링링 3 : 베어링링
4 : 작동면 5 : 작동면
6 : 전동체 케이지 7 : 탄성 부재
8 : 전동체 9 : 니들 롤러
10 : 축방향 돌출부 11 : 축방향 돌출부
12 : 탄성 부재 13 : 탄성 부재
14 : 환형림 15 : 환형림
16 : 유닛 17 : 리테이닝링
17a : 리테이닝링 18 : 리테이닝링
18a : 리테이닝링 19 : 밀착면
20 : 밀착면 21 : 축방향 돌출부
22 : 환형림 섹션 23 : 환형림 섹션
24 : 환형 불룩부 25 : 슬롯
26 : 레그 27 : 레그
28 : 레그 29 : 레그

Claims (8)

  1. 유닛 (16) 을 형성하는 엑시얼 베어링 배열체 (1, 1a) 에 있어서,
    상기 엑시얼 베어링 배열체 (1, 1a) 는,
    상기 엑시얼 베어링 배열체 (1, 1a) 의 축방향으로 연장된 회전축에 대하여 서로에 대해 상대적으로 회전 가능한 제 1 베어링링 (3) 및 제 2 베어링링 (2);
    상기 제 1 베어링링 (3) 은 방사상으로 바깥쪽을 향한 탄성 부재 (13) 를 가진 방사상으로 안쪽에 배치된 축방향 돌출부 (11) 및 제 1 작동면 (5) 을 구비하고,
    상기 제 2 베어링링 (2) 은 방사상으로 안쪽을 향한 탄성 부재 (12) 를 가진 방사상으로 바깥쪽에 배치된 축방향 돌출부 (10) 및 제 2 작동면 (4) 을 구비하고,
    둘레에 걸쳐 분배되어 상기 작동면 (4, 5) 들에서 굴러 가는 전동체 (8) 들을 수용하고 방사상으로 상기 두 탄성 부재 (12, 13) 를 덮는 일체형 전동체 케이지 (6);
    상기 전동체 케이지 (6) 는 상기 제 1 베어링링 (3) 의 상기 탄성 부재 (13) 를 향한 제 1 밀착면 (20) 및 상기 제 2 베어링링 (2) 의 상기 탄성 부재 (12) 를 향한 제 2 밀착면 (19) 을 구비하고,
    상기 제 1 밀착면 (20) 과 상기 제 1 베어링링 (3) 의 상기 탄성 부재 (13) 사이에 배치된 제 1 리테이닝링 (18, 18a);
    상기 제 2 밀착면 (19) 과 상기 제 2 베어링링 (2) 의 상기 탄성 부재 (12) 사이에 배치된 제 2 리테이닝링 (17, 17a);
    을 구비하고,
    상기 제 1 베어링링 (3), 상기 제 2 베어링링 (2) 및 상기 일체형 전동체 케이지 (6) 는 상기 제 1 리테이닝링 (18, 18a) 및 상기 제 2 리테이닝링 (17, 17a) 에 의해 이탈되지 않도록 서로에 대해 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시얼 베어링 배열체 (1, 1a).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 리테이닝링 (18, 18a) 및 상기 제 2 리테이닝링 (17, 17a) 은 방사상으로 슬롯을 가진 것을 특징으로 하는 엑시얼 베어링 배열체 (1).
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전동체 (8) 들은 방사상으로 정렬된 니들 롤러 (9) 들인 것을 특징으로 하는 엑시얼 베어링 배열체 (1).
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전동체 케이지 (6) 는 방사상으로 안쪽 및 방사상으로 바깥쪽에, 축방향으로 적어도 한 번 접힌, 상기 제 1 밀착면 (20) 및 상기 제 2 밀착면 (19) 을 형성하는 환형림 (14, 15) 들을 구비하는 것을 특징으로 하는 엑시얼 베어링 배열체 (1).
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전동체 케이지 (6) 는 방사상으로 바깥쪽에서 및/또는 방사상으로 안쪽에서 상기 베어링링 (2, 3) 들과 함께 조여있는 것을 특징으로 하는 엑시얼 베어링 배열체 (1).
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 리테이닝링 (18a) 및 상기 제 2 리테이닝링 (17a) 은 횡단면이 L 모양으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시얼 베어링 배열체 (1a).
  7. 유닛 (16) 을 형성하는 엑시얼 베어링 배열체 (1, 1a) 의 제조방법에 있어서,
    상기 엑시얼 베어링 배열체 (1, 1a) 는,
    상기 엑시얼 베어링 배열체 (1, 1a) 의 축방향으로 연장된 회전축에 대하여 서로에 대해 상대적으로 회전 가능한 제 1 베어링링 (3) 및 제 2 베어링링 (2);
    상기 제 1 베어링링 (3) 은 방사상으로 바깥쪽을 향한 탄성 부재 (13) 를 가진 방사상으로 안쪽에 배치된 축방향 돌출부 (11) 및 제 1 작동면 (5) 을 구비하고,
    상기 제 2 베어링링 (2) 은 방사상으로 안쪽을 향한 탄성 부재 (12) 를 가진 방사상으로 바깥쪽에 배치된 축방향 돌출부 (10) 및 제 2 작동면 (4) 을 구비하고,
    둘레에 걸쳐 분배되어 상기 작동면 (4, 5) 들에서 굴러 가는 전동체 (8) 들을 수용하고 방사상으로 상기 두 탄성 부재 (12, 13) 를 덮는 일체형 전동체 케이지 (6);
    상기 전동체 케이지 (6) 는 상기 제 1 베어링링 (3) 의 상기 탄성 부재 (13) 를 향한 제 1 밀착면 (20) 및 상기 제 2 베어링링 (2) 의 상기 탄성 부재 (12) 를 향한 제 2 밀착면 (19) 을 구비하고,
    상기 제 1 밀착면 (20) 과 상기 제 1 베어링링 (3) 의 상기 탄성 부재 (13) 사이에 배치된 제 1 리테이닝링 (18, 18a);
    상기 제 2 밀착면 (19) 과 상기 제 2 베어링링 (2) 의 상기 탄성 부재 (12) 사이에 배치된 제 2 리테이닝링 (17, 17a);
    을 구비하고,
    상기 엑시얼 베어링 배열체 (1, 1a) 의 제조방법은,
    상기 전동체 (8) 들을 가진 상기 전동체 케이지 (6) 가 상기 제 1 베어링링 (3) 및 상기 제 2 베어링링 (2) 중 하나 안으로 삽입되는 단계;
    상기 제 1 리테이닝링 (18, 18a) 이 상기 제 1 베어링링 (3) 및 상기 제 2 베어링링 (2) 중 다른 하나의 탄성 부재 (12, 13) 에 걸쳐 눌려지는 단계;
    상기 제 1 베어링링 (3) 및 상기 제 2 베어링링 (2) 중 다른 하나가 전동체 케이지 (6) 에 걸쳐 끼워지는 단계; 그리고
    상기 제 2 리테이닝링 (17, 17a) 을 눌러 붙임으로써 유닛 (16) 이 이탈되지 않도록 형성되는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑시얼 베어링 베열체의 제조방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엑시얼 베어링 배열체는 유체역학적 토크 컨버터의 서로에 대해 비틀려질 수 있는, 축방향으로 서로에 대해 지지된 2 개의 부품을 위해 사용되는 엑시얼 베어링 배열체 (1, 1a).
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