KR102490203B1 - 밀봉 플랜지를 포함한 구름 베어링 - Google Patents

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미카엘 오가니스크라크
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아크티에볼라게트 에스케이에프
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Abstract

구름 베어링은, 외부 링(14), 내부 링(16), 상기 링들사이에서 반경 방향으로 배열된 적어도 한 개 열의 구름 요소(18)들, 상기 링들 중 한 개의 링(14)에 고정되고 다른 한 개의 링(16)과 연결되는 제1 밀봉 수단을 형성하는 적어도 한 개의 밀봉체(22) 및, 상기 다른 한 개의 링(16)에 고정되고 구름베어링의 외측부에서 상기 밀봉체(22)에 대해 축 방향으로 오프셋 배열되는 제2 밀봉수단을 형성하는 적어도 한 개의 밀봉 플랜지(26, 60)를 포함한다.
상기 제1 및 제2 밀봉 수단 중 적어도 한 개는 적어도 두 개의 원형 리브(50)들을 포함하고, 다른 한 개의 밀봉 수단은 상기 한 개의 밀봉 수단과 접촉하여 축 방향으로 장착되며, 상기 리브들 및 상기 다른 한 개의 밀봉 수단에 의해 적어도 한 개의 밀폐된 원형 공간(52)이 한정되고, 적어도 하나의 윤활제가 상기 공간(52)내에 배열된다.

Description

밀봉 플랜지를 포함한 구름 베어링{ROLLING BEARING COMPRISING A SEALING FLANGE}
본 발명은 구름 베어링 특히, 차량용 또는 산업용 구름 베어링(rolling bearing) 분야에 관한 것이다.
일반적으로, 구름 베어링내에서 한 개이상의 밀봉체(seal)들이 베어링내에서 그리스(grease)와 같은 윤활유를 유지하고 오염 입자들의 침입을 제한하기 위해 이용된다. 일반적으로 상기 밀봉체들은 베어링의 링들 중 한 개에 고정되고 다른 링과 연결되어 동적 밀봉체(dynamic seal)를 형성한다.
특허 출원 제 WO-A1- 2010/133240호 (SKF)에서 설명되는 구름 베어링은, 두 개의 밀봉체들을 포함하고, 상기 밀봉체들은 외부 링에 고정되고 각각의 밀봉체는 내부 링과 마찰 접촉하는 내부 립(lip)을 포함한다. 상기 베어링은 또한 두 개의 밀봉 플랜지들을 포함하고, 상기 밀봉플랜지들은 내부 링에 고정되며 각각의 밀봉 플랜지에 대해 관련된 밀봉체의 외부 립이 마찰을 형성한다.
베어링의 각 측부에서 축 방향으로 배열되고 관련 밀봉체의 외부 립과 연결되는 상기 밀봉 플랜지를 이용하면, 내부 링과 마찰상태로 접촉하는 상기 밀봉체의 내부 립으로 오염 입자들이 도달하는 것을 제한할 수 있다. 그러나, 각각의 관련 밀봉체가 가지는 탄성중합체 재질의 외부 립에 의해 상기 밀봉 플랜지상에 작용하는 접촉 압력은 시간경과에 따라 감소하고 다음에 이루어지는 베어링의 또 다른 장착과 관련하여 상기 링들 중 하나가 각 위치 오정렬(angular misalignment)되는 경우에 상기 접촉 압력은 감소한다. 따라서 이러한 문제점은 작동하는 베어링의 밀봉특성에 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하는 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명의 목적은 개선된 밀봉 플랜지를 가진 구름 베어링을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 용이하게 조립되고 제조되는 구름 베어링을 제공하는 것이다.
실시예에서, 구름 베어링은 외부 링, 내부 링, 상기 링들사이에서 반경 방향으로 배열된 적어도 한 개 열의 구름 요소들, 상기 링들 중 한 개의 링에 고정되고 다른 한 개의 링과 연결되는 제1 밀봉 수단을 형성하는 적어도 한 개의 밀봉체 및, 상기 다른 한 개의 링에 고정되고 구름베어링의 외측부에서 상기 밀봉체에 대해 축 방향으로 오프셋 배열되는 제2 밀봉수단을 형성하는 적어도 한 개의 밀봉 플랜지를 포함한다.
상기 제1 및 제2 밀봉 수단 중 적어도 한 개는 적어도 두 개의 원형 리브들을 포함하고, 다른 한 개의 밀봉 수단은 상기 한 개의 밀봉 수단과 접촉하여 축 방향으로 장착되며, 상기 리브들 및 상기 다른 한 개의 밀봉 수단에 의해 적어도 한 개의 밀폐된 원형 공간이 한정되고, 적어도 하나의 윤활제가 상기 공간(52)내에 배열된다.
상기 밀봉 수단들 중 한 개의 리브들 및 다른 한 개의 밀봉수단 사이에 형성된 축 방향 접촉에 의해 상기 밀봉 수단들사이에 오염된 입자들이 침입하는 것이 방지된다. 또한, 상기 리브 및 윤활유가 배열되는 내부사이에서 반경 방향으로 형성되는 상기 원형 공간에 의해, 상기 두 개의 밀봉 수단들의 접촉 영역에서 시간경과 후에도 양호한 밀봉 특성을 유지할 수 있다. 동적 밀봉체를 형성하기 위해 상기 다른 한 개의 링과 연결되는 밀봉수단의 일부분에 도달하는 오염 입자들의 갯수가 제한된다.
특정 실시예에서, 상기 밀봉 플랜지는 축 방향을 향해 적어도 부분적으로 탄성 변형될 수 있고, 상기 밀봉 플랜지는 상기 밀봉체와 축 방향 접촉하여 축 방향으로 변형된다.
상기 밀봉 플랜지의 탄성과 조합되는 축 방향 변형에 의해 상기 밀봉체와 축 방향 접촉을 유지할 수 있다. 상기 플랜지가 탄성에 대해 변형됨에 따라, 상기 플랜지는 상기 밀봉체상에 영구적인 축 방향 예비하중을 발생시킨다. 상기 리브들 및 상기 다른 한 개의 밀봉 수단에 의해 한정되는 공간은 밀폐된 상태로 영구적으로 유지된다. 따라서 양호한 밀봉 특성이 유지된다.
각 리브의 두께는 상기 다른 한 개의 밀봉 수단과 축 방향 접촉하는 자유 단부를 향해 감소하는 것이 선호된다. 따라서 두 개의 밀봉수단들 사이에 마찰 토크가 감소된다.
실시예에서, 상기 리브들은 축 방향으로 연장된다. 상기 리브들은 서로 동일할 수 있다. 상기 리브들은 상기 밀봉수단과 일체로 구성되는 것이 유리하다. 실시예에서, 각 리브는 삼각형의 단면을 가진다.
실시예에서, 상기 리브들은 상기 밀봉체의 외측의 측부 면상에 형성된다. 선택적으로 또는 조합하여 상기 리브들은 상기 밀봉 플랜지의 내측의 측부 면상에 형성된다. 상기 밀봉체는 상기 외측의 측부 면을 한정하는 적어도 한 개의 밀봉 가스켓을 포함할 수 있다. 실시예에서, 상기 밀봉체는 상기 밀봉 가스켓에 의해 적어도 부분적으로 덮이는 보강 인서트를 포함한다.
상기 밀봉 가스켓은 가요성 재료로 제조되고 상기 플랜지는 강성 재료로 제조되는 것이 선호된다. 상기 밀봉 플랜지는 금속 재료로 제조될 수 있다. 따라서, 상기 밀봉 플랜지 및 관련 밀봉체사이에 형성되는 축 방향 미끄럼 접촉에 의해 발생되는 열이 용이하게 소산될 수 있다.
상기 밀봉체의 외측의 측부 면은, 상기 구름 베어링의 내측부상에서 상기 링의 전방 표면에 대해 축 방향으로 오프셋 배열된다.
상기 밀봉 플랜지는 상기 밀봉체의 측부상에 축 방향으로 볼록하고 상기 밀봉체상에 지지되는 부분을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 밀봉체 및 관련 밀봉 플랜지사이에 발생되는 마찰 토크가 감소된다. 또한, 상기 밀봉체 및 상기 밀봉 플랜지의 지지 부분의 날카로운 단부 변부사이에서 모든 접촉이 방지되어 상기 밀봉체의 손상이 방지된다.
상기 밀봉 플랜지는 상기 다른 한 개의 링에 상기 밀봉 플랜지를 고정하기 위한 고정 부분 및, 상기 밀봉체와 접촉하는 지지 부분 및 상기 고정 부분을 연결시키는 연결 부분을 포함하고, 적어도 상기 연결 부분은 축 방향으로 탄성 변형할 수 있다. 상기 연결 부분은 상기 밀봉체를 향해 내부로 연장될 수 있다. 실시예에서, 상기 연결 부분은 곡선 형상을 가진다.
실시예에서, 상기 플랜지는 상기 지지 부분과 분리되고 축 방향으로 연장되는 적어도 한 개의 파형부를 포함한다. 상기 지지 부분은 상기 베어링의 외측부에서 축 방향으로 연장되거나 선택적으로 상기 베어링의 내측부에서 축 방향으로 연장될 수 있다.
상기 밀봉체는, 상기 베어링의 내측부 상에서 상기 링의 전방 표면에 대해 축 방향으로 오프셋 배열된다. 실시예에서, 상기 플랜지는 상기 링의 전방 표면에 대해 직접 지지되어 축 방향으로 장착될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면들에 도시되고 전체적으로 본 발명을 제한하지 않는 예로서 제공되는 실시예들에 관한 상세한 설명으로부터 더 잘 이해된다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시예를 따르는 구름 베어링의 축 방향 부분 단면도.
도 2는, 도 1을 상세하게 도시한 도면.
도 3은, 본 발명의 제2 실시예를 따르는 구름 베어링을 상세하게 도시한 도면.
도 4는, 본 발명의 제3 실시예를 따르는 구름 베어링의 축 방향 부분 단면도.
도 5는, 도 4를 상세하게 도시한 도면.
도 1에서, 축(12)의 구름 베어링(10)은 외부 링(14), 내부 링(16), 이 경우 볼(ball) 형상을 가진 복수 개의 구름 요소(18)들을 포함하고, 상기 구름 요소들은 구름 요소들의 규칙적인 원주방향 이격 거리를 유지하기 위해 상기 링들 및 케이지(cage)(20)사이에서 반경 방향으로 배열된다. 상기 구름 베어링(10)은 축 방향으로 각 측부에서, 상기 외부 링(14) 및 내부 링(16)사이에 존재하는 반경 방향 공간을 밀폐하기 위한 원형 밀봉체(22,24) 및, 상기 베어링의 외측부에서 상기 밀봉체(22,24)를 축 방향으로 지지하는 원형의 밀봉 플랜지(26,28)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 상기 밀봉체(22,24)들은 상기 외부 링(14)에 고정되며, 상기 밀봉 플랜지(26,28)들은 내부 링(16)에 고정된다.
상기 외부링(14)은, 원통 형상의 축 방향 외부 표면(14a), 원통형 보어(14b), 상기 외부 표면 및 상기 보어를 축 방향으로 한정하며 마주보는 두 개의 반경 방향 전방 표면(14c,14d)들 및, 상기 보어(14b)상에 형성되고 상기 구름 요소(18)들과 적합한 오목한 내부 프로파일 단면을 가지는 레이스 웨이(raceway)를 포함하고, 상기 레이스 웨이는 반경 방향으로 내측을 향한다. 상기 외부 링(14)은 또한, 상기 보어(14b)내에 형성되고 반경 방향으로 외측을 향해 연장되는 두 개의 원형 그루브(14e)들을 포함한다. 상기 그루브(14e,14f)들은 각각 상기 전방 표면(14c,14d)과 근접하게 배열된다. 각각의 그루브(14e,14f)는 전방 표면(14c,14d)들 중 한 개 및 상기 구름 요소(18)사이에서 축 방향으로 배열된다. 상기 그루브(14e,14f)들은, 상기 구름 베어링(10)의 중심을 통과하는 반경 방향 중앙 평면(median plane) 주위에서 서로 대칭을 이룬다.
상기 내부 링(16)은, 원통형 보어(16a), 원통 형상의 축 방향 외부 표면(16b), 상기 보어 및 외부 표면을 축 방향으로 한정하고 마주보는 두 개의 반경 방향 단부 전방표면(16c,16d) 및, 상기 외부 표면(16b)상에 형성되고 상기 구름 요소(18)들과 적합한 오목한 내부 프로파일 단면을 가지는 레이스 웨이를 포함하고, 상기 레이스 웨이는 반경 방향으로 외측을 향한다. 상기 전방표면(16c,16d)들은 평평하다. 상기 케이지(20)는 상기 외부 링의 보어(14b) 및 상기 내부 링의 외부 표면(16b)에 의해 한정되는 반경 방향 공간내에서 반경 방향으로 배열된다.
상기 내부 링(16)은 또한, 상기 외부 표면(16d)내에 형성되고 반경 방향을 따라 내부로 연장되는 두 개의 원형 그루브(16e,16f)들을 포함한다. 상기 그루브(16e,16f)들은 상기 전방 표면(16c,16d)들과 근접하게 배열된다. 상기 그루브(16e,16f)들은 상기 구름 베어링(10)의 반경 방향 중앙 표면 주위에서 서로 대칭 구조를 가진다. 상기 그루브(16e,16f)들은 해당 그루브(14e,14f)들과 반경 방향으로 마주보게 배열된다.
외부 링(14) 및 내부 링(16)은 동심구조를 가진다. 도시된 실시예에서, 상기 링들은 중실 구조이다. "중실 링"은 튜브(tubes), 바 스톡(bar stock)으로부터 (선삭 또는 연삭 가공에 의해) 칩을 제거, 블랭크를 단조 및/또는 압연하는 기계가공으로부터 구해지는 형상의 링인 것으로 이해한다.
각각의 밀봉체(22,24)는 상기 외부 링(14) 및 내부 링(16)사이에서 반경 방향으로 배열되고 상기 외부 링에 고정되며, 상기 구름 요소(18)에 대해 횡 방향으로 배열된다. 각각의 밀봉체(22,24)는 상기 외부 링내에서 상기 그루브(14e,14f)들 중 한 개의 그루브내에서 고정된다. 각각의 밀봉체(22,24)는, 상기 외부 링(14) 및 내부 링(16)에 의해 한정되는 반경 방향 공간내에 완전히 수용된다. 각각의 밀봉체(22,24)는 상기 외부 링의 관련 측부 표면(14c,14d)에 대해 구름 베어링(10)의 내측부상에서 축 방향으로 오프셋 배열된다.
도시된 상기 실시예에서, 상기 밀봉체(22,24)는 서로 동일한 구조를 가지고 상기 구름 베어링(10)의 반경 방향 중앙 평면에 대해 대칭구조를 가진다. 상기 밀봉체(22,24)들은 동일한 구조를 가지기 때문에, 밀봉체들 중 한 개만 설명한다.
밀봉체(22)는, 강성의 원형 아마추어(rigid annular armature) 또는 인서트(30) 및 상기 인서트에 고정되고 가요성을 가진 원형 밀봉 가스켓(gasket)(32)을 포함한다. 상기 인서트(30)는, 예를 들어, 금속 재료 또는 폴리아미드와 같은 열가소성 재료의 강성 재료로부터 제조된다. 상기 인서트(30)는 상기 밀봉 가스켓(32)을 위한 보강 인서트를 형성한다. 상기 밀봉 가스켓(32)은 상기 인서트(30)상에 몰딩되거나 가황화처리된다. 상기 밀봉 가스켓(32)은 예를 들어, 니트릴(nitrile) 고무와 같은 탄성 중합체 또는 열가소성 탄성 중합체 재료의 가요성 재료로부터 제조된다.
상기 밀봉 가스켓(32)은 상기 인서트(30)의 외부표면을 덮는다. 상기 밀봉 가스켓(32)은 상기 인서트(30)의 외측의 측부 면을 덮는다. 상기 밀봉 가스켓(32)은, 관련 밀봉 플랜지(26)를 향해 상기 구름 베어링(10)의 외측부상에서 축 방향을 향하고 원형인 외측의 측부 면(36)을 포함한다. 상기 외측의 측부 면(36)은 상기 외부 링과 내부 링의 전방표면(14c,16c)에 대해 상기 구름 베어링(10)의 내측부에서 축 방향으로 오프셋 배열된다. 상기 밀봉 가스켓의 상기 측부 면(36)은 상기 밀봉체(22)의 외측부 면을 형성한다. 상기 측부 면(36)은 평평하다. 상기 측부 면(36)은 반경 방향으로 연장된다. 상기 측부 면(36)으로부터 떨어진 상기 밀봉체의 내측부 면(38)은 상기 구름요소(18)를 향해 상기 구름 베어링의 내부를 향하여 축 방향으로 배열된다. 상기 내측부 면(38)은 상기 인서트(30)에 의해 한정된다.
상기 밀봉 가스켓(32)은, 각각 외부 링(14)에 의해 정적 밀봉체(static seal) 및 내부 링(16)에 의해 동적 밀봉체(dynamic seal)를 형성하고 반경 방향으로 마주보는 두 개의 밀봉 요소들을 형성한다. 상기 "정적 밀봉체"는 상대운동 없이 두 개의 부품들사이에서 형성되는 밀봉체를 의미하고 "동적 밀봉체"는 상대운동을 형성하는 두 개의 부품들사이에서 형성되는 밀봉체를 의미한다.
상기 밀봉 가스켓(32)의 외측 밀봉 부분은 상기 외부 링(14)내에서 그루브(14e)내부로 압축 끼워맞춤되어 상기 밀봉체(22)를 상기 링에 고정시킨다. 상기 그루브(14e)의 영역에서 상기 외측 밀봉 부분은 상기 그루브와 짝을 이루는 형상을 가져서 상기 밀봉체(22)를 상기 외부 링(14)에 고정시키기 위한 수단을 형성한다. 상기 외측 밀봉 부분은 상기 인서트(30)의 대직경 자유 변부를 반경 방향 및 축 방향으로 둘러싸서, 오직 상기 밀봉 가스켓(32)이 상기 외부링(14)과 접촉한다. 이렇게 하여, 상기 밀봉체(22)는 압축 끼워 맞춤 또는 마찰에 의해 상기 그루브(14e)내에서 제위치에 적절하게 유지된다.
상기 밀봉 가스켓(32)의 내부 밀봉 부분은, 상기 베어링의 내부를 향해 축 방향으로 연장되고 동심구조를 이루는 제1 및 제2 원형 내부 립(32a,32b)들을 포함한다. 상기 내부 립(32b)은 상기 내부 링내에서 상기 그루브(16e)의 반경 방향 벽에 대해 축 방향으로 지지된다. 상기 내부 립(32b)은 내부 립(32b)보다 큰 직경을 가지고 상기 내부 링의 외부 표면(16b)을 둘러싸서 외부표면에 의해 래비린스(labyrinth) 형태의 좁은 통로를 형성한다.
도 2에 더욱 명확하게 도시된 것처럼, 상기 밀봉체(22)의 외측의 측부 면(36)은 상기 밀봉 플랜지(26)를 향해 외부로 연장되는 복수 개의 원형 리브(rib)(50)들을 포함한다. 상기 밀봉 플랜지(26)은 상기 리브(50)들에 대해 축 방향으로 지지되도록 장착된다.
상기 리브(50)들은 외측의 측부 면(36)으로부터 연장되고 상기 밀봉 플랜지(26)의 내측의 측부 면(40)에 대해 축 방향으로 지지된다. 상기 리브(50)들은 축 방향으로 연장된다. 상기 리브(50)들은 상기 외측의 측부 면(36)에 대해 상기 내부 립(32b)으로 떨어진 측부에서 축 방향으로 배열된다. 상기 리브(50) 및 상기 립(32b)은 상기 측부 면(36)의 양쪽 측부에서 축 방향으로 배열된다. 상기 리브(50)들은 상기 립(32b)에 대해 상기 구름 베어링(10)의 외측을 향해 축 방향으로 오프셋 배열된다. 도시된 실시예에서, 상기 리브(50)들은 상기 리브(32b)에 대해 상기 구름 베어링(10)의 외측을 향해 반경 방향으로 오프셋 배열된다.
상기 리브(50)들은 서로 동일하고 동심구조를 가진다. 도시된 실시예에서, 6개의 리브(50)들이 존재한다. 변형예로서 적어도 두 개의 리브들을 유지하면서 서로 다른 갯수의 리브들을 제공할 수 있다. 상기 리브(50)들은 반경 방향을 향해 서로에 대해 규칙적으로 이격된다. 상기 리브(50)들은 밀봉체의 밀봉 가스켓(32)과 합체되어 즉 일체로 형성된다. 도시된 실시예에서, 각 리브(50)의 두께는 상기 밀봉 플랜지(26)와 마찰 접촉을 이루는 상기 밀봉체의 외측의 측부 면(36)으로부터 자유 단부를 향해 감소한다. 각 리브(50)의 자유 단부는 삼각형 단면을 가져서 상기 밀봉체(22) 및 밀봉 플랜지(26)사이에서 마찰 토크를 감소시킨다.
도 1을 참고할 때, 각각의 밀봉 플랜지(26,28)는 상기 구름 베어링의 외측부에서 관련 밀봉체(22,24)에 대해 축 방향으로 오프셋 배열된다. 각각의 밀봉 플랜지(26,28)는, 상기 내부 링의 전방 표면(16c,16d)들 중 한 개에 대해 축 방향으로 지지되고 상기 구름 베어링(10)의 외측부에서 관련 밀봉체의 밀봉 가스켓(32)을 축 방향으로 지지하도록 장착된다. 상기 밀봉 플랜지(26,28)들은 상기 구름 베어링(10)의 중심을 통과하는 횡 방향의 반경 방향 평면 주위에서 서로 대칭구조를 이룬다. 상기 밀봉 플랜지(26,28)들은 도시된 실시예에서 동일하며 이들 중 단지 하나만 설명된다.
상기 밀봉 플랜지(26)는 일체 구조를 가진다. 상기 밀봉 플랜지(26)는 예를 들어, 금속 재료와 같은 강성 재료로서 절삭 및 프레스 작업에 의해 판재 금속 블랭크로부터 제조된다. 선택적으로, 상기 밀봉 플랜지(26)는 예를 들어, 폴리아미드와 같은 합성 재료와 같은 다른 강성 재료로부터 제조된다.
상기 밀봉 플랜지(26)는 내부 링(16)에 고정되고 외부 링(14)을 향해 반경 방향으로 연장된다. 상기 밀봉 플랜지(26)는 예를 들어, 접착제 결합 또는 용접과 같은 적절한 모든 수단에 의해 상기 내부 링(16)에 고정된다. 상기 밀봉 플랜지(26)는 상기 내부 링의 전방 표면(16c)과 축 방향으로 접촉하며 장착된다. 상기 밀봉 플랜지(26)는 상기 전방 표면(16c)에 고정된다. 도시된 실시예에서, 상기 밀봉 플랜지(26)는 상기 내부 링과 직접 접촉하며 장착된다. 선택적으로 상기 내부 링(16) 및 상기 밀봉 플랜지(26)사이에서 중간 요소를 축 방향으로 삽입할 수 있다.
상기 밀봉 플랜지(26)는 상기 밀봉체의 외측의 측부 면(36)에 대해 축 방향으로 지지된다. 도시된 실시예에서, 상기 밀봉 플랜지(26)는 상기 밀봉 가스켓(32)의 외측 밀봉 부분과 근접한 위치에서 상기 측부 면(36)에 대해 축 방향으로 지지되도록 장착된다. 상기 밀봉 플랜지(26)는, 상기 밀봉체(22)의 측부상에서 축 방향을 향하고 상기 밀봉체의 리브(50)에 대해 지지되는 내측의 측부 면(40) 및, 상기 베어링의 외측부에서 축 방향을 향하는 외측의 측부 면(42)을 포함한다. 상기 밀봉 플랜지(26)는 상기 밀봉체(22)와 직접 접촉하며 장착된다.
상기 밀봉 플랜지(26)는, 상기 내부 링의 전방 표면(16c)에 대해 축 방향으로 지지되도록 장착된 원형의 장착 부분(26a) 및, 원형 형상을 가진 밀봉체(22)에 대해 지지하기 위한 지지 부분(26b)을 포함하고, 상기 부분(26b)은 상기 밀봉체(22)의 리브(50)와 축 방향으로 접촉한다. 상기 장착 부분(26a)은 반경 방향 형상을 가지고 상기 플랜지의 내부 부분을 형성한다. 상기 지지 부분(26b)은 상기 플랜지의 단부 부분 또는 외측 부분을 형성한다. 도시된 실시예에서, 상기 지지 부분(26b)은, 외측부에서 축 방향으로 오목한 구조를 가지고 내측부에서 축 방향으로 볼록한 구조를 가진 곡선 형상을 가진다. 상기 플랜지의 지지 부분(26b)만 상기 밀봉체(22)와 접촉한 상태로 장착된다.
상기 밀봉 플랜지(26)는 또한 상기 고정 부분(26a) 및 지지 부분(26b)사이에서 연장되고 연결되는 원형의 연결 부분(26c)을 포함한다. 상기 연결 부분(26c)은 상기 고정 부분(26a)을 반경 방향으로 연장시키고 상기 지지 부분(26b)에 의해 반경 방향으로 연장된다. 상기 연결 부분(26c)은 축 방향으로 탄성 변형되고 구부러지도록 설계된다. 상기 연결 부분(26c)은, 상기 밀봉체(22)를 향해 내부로 연장된다. 도시된 실시예에서, 상기 연결 부분(26c)은 상기 구름 베어링(10)의 내부를 향해 축 방향으로 구부러진 형상을 가진다.
파형 부분(44)이 상기 연결 부분(26c)상에 형성되어 상기 연결 부분(26c)의 축 방향으로 탄성 변형되고 구부러지는 특성을 더욱 촉진시킨다. 상기 파형부(44)는 상기 구름 베어링(10)의 외측부에서 축 방향으로 연장된다. 도시된 실시예에서, 상기 파형부(44)는 상기 밀봉 플랜지의 고정 부분(26a)의 대직경 단부 변부로부터 연장된다. 상기 밀봉 플랜지(26)는 단일 파형부(44)를 가진다. 선택적으로, 상기 밀봉 플랜지(26)는, 반경 방향으로 복수 개의 연속적인 파형부들 또는 상기 연결 부분(26c)의 탄성 변형을 촉진시키는 다른 형상을 가질 수 있다.
상기 설명과 같이 상기 밀봉 플랜지(26)는 상기 밀봉체(22)의 리브(50)들에 대해 축 방향으로 지지되도록 장착된다(도 2). 상기 밀봉 플랜지(26)의 지지 부분(26b)은 상기 리브(50)에 대해 축 방향으로 지지된다. 각 쌍의 연속적인 리브(50)들사이에서 원형 공간(52)이 반경 방향으로 한정된다. 각각의 공간(52)은 상기 밀봉체(22) 및 상기 밀봉 플랜지(26)에 의해 축 방향으로 한정된다. 각각의 공간(52)은 상기 밀봉체(22) 및 상기 밀봉 플랜지(26)의 지지 부분(26b)에 의해 축 방향으로 한정된다. 각각의 공간(52)은 상기 밀봉체(22)의 측부 면(36) 및 상기 밀봉 플랜지(26)의 측부 면(40)에 의해 축 방향으로 한정된다. 예를 들어, 그리스와 같은 (도면에 도시되지 않은) 적어도 한 개의 윤활유가 각각의 공간(52)내에 제공된다. 각 쌍의 리브(50)들은 밀봉 플랜지(26)에 의해 공간(52)을 형성하고, 상기 공간은 윤활유를 수용하는 저장고를 형성한다. 각 공간(52)내에 존재하는 윤활유는 원형의 벌지(bulge)를 형성한다.
상기 밀봉체(22)의 리브(50)들 및 밀봉 플랜지(26)사이에서 축 방향 접촉에 의해 상기 플랜지 및 밀봉체사이에서 오염된 입자의 침입을 제한할 수 있다. 또한, 상기 밀봉 플랜지(26) 및 밀봉체(22)의 리브(50)들에 의해 형성되고 윤활유로 충진되는 밀폐된 공간들에 의해 상기 영역내에서 적합한 밀봉이 구해질 수 있다. 상기 내부 링(16)과 연결되는 밀봉체(22)의 동적 밀봉 부분의 상류위치에서 밀봉이 형성된다. 따라서, 상기 밀봉체(22)의 동적 밀봉 부분에 오염입자가 도달하는 것이 제한될 수 있다.
도시된 실시예에서, 상기 밀봉 플랜지(26)는 상기 밀봉체(22)의 리브(50)들 및 지지 부분(26b)사이에 형성된 접촉에 의해 상기 구름 베어링의 외측부를 향하여 축 방향으로 변형된다. 상기 밀봉 플랜지(26)의 지지 부분(26c)은, 고유의 탄성에 대해 변형된다. 상기 밀봉 플랜지(26)는 상기 밀봉체(22)와 접촉에 의해 축 방향으로 예비하중을 받는다. 예비하중을 받는 상태에서, 상기 밀봉 플랜지(26)의 내부 면(40)의 측부에서 고정 부분(26a) 및 지지 부분(26b)사이에 형성된 축 방향 이격거리는 상기 밀봉 플랜지가 자유로운 상태 또는 응력을 받지 않는 상태에서 상기 부분들 사이에 형성된 축 방향 이격거리보다 작다.
탄성에 의해 상기 밀봉 플랜지(26)의 연결 부분(26c)은 축 방향으로 하중 또는 응력을 받지 않는 위치로 귀환하게 된다. 그러므로 상기 밀봉 플랜지(26)의 지지 부분(26b)은 상기 밀봉체(22)의 리브(50)들에 대해 영구적인 축 방향 예비 하중을 발생시킨다. 따라서, 밀봉체(22)의 리브(50)들 및 밀봉 플랜지(26)사이에서 축 방향 미끄럼 접촉을 유지하고 상기 공간(52)들내에 윤활유를 유지할 수 있다.
동일한 구성요소들이 동일한 도면부호를 가지는 도 3에 도시된 실시예가 상기 제1 실시예와 차이점에 의하면 리브(50)들은 반대 배열을 가지고, 상기 리브(50)들은 밀봉 플랜지(26)상에 형성되고 상기 리브들에 대해 상기 밀봉체(22)가 축 방향으로 장착된다. 상기 리브(50)들은 상기 밀봉체(22)를 향해 내부로 연장된다. 상기 리브(50)들은 상기 밀봉 플랜지(26)의 내측의 측부 면(40)으로부터 연장되고 상기 밀봉체의 외측의 측부 면(36)에 대해 축 방향으로 지지된다. 상기 리브(50)들은 상기 밀봉 플랜지(26)의 지지 부분(26b)들위에 형성된다.
도시된 제1 실시예와 비교할 때, 동일한 구성요소들이 동일한 도면부호를 가지는 도 4 및 도 5의 실시예가 가지는 차이점은, 상기 베어링의 밀봉 플랜지(60,62)들의 설계와 관련된다. 각 밀봉 플랜지(60,62)가 내부 링(16) 및 관련 밀봉체(22,24)에 대해 장착되는 것은 제1 실시예에서 설명한 것과 동일하다. 관련 밀봉체(22,24)에 대한 각 밀봉 플랜지(60,62)의 상대적인 배열은, 상기 플랜지는 상기 밀봉 가스켓의 내측 밀봉 부분과 근접한 위치에서 상기 밀봉체의 리브들에 대해 축 방향으로 지지되도록 장착된다는 점에서 다르다.
상기 실시예에서 상기 밀봉 플랜지(60,62)들은 동일하기 때문에, 이들 중 한 개의 밀봉 플랜지만 설명된다. 상기 밀봉 플랜지(60)는 분리된 세 개의 부품들로 제조된다. 상기 밀봉 플랜지(60)는, 상기 내부 링의 전방 표면(16c)에 대해 축 방향으로 지지되도록 장착된 원형의 고정 부분(64), 원형 형상을 가지고 상기 밀봉체의 리브(50)들과 축 방향 접촉하는 밀봉체(22)에 대해 지지되기 위한 지지 부분(66) 및, 상기 지지 부분을 지지하기 위한 서포트(support) 부분(68)을 포함한다. 상기 밀봉체의 리브(50)들은 상기 밀봉 플랜지(60)의 내측의 측부 면에 대해 축으로 지지된다. 상기 리브(50)들은 상기 밀봉 플랜지의 지지 부분(66)에 대해 축 방향으로 지지하도록 장착된다. 상기 실시예에서, 네 개의 리브(50)들 및 세 개의 밀폐된 원형 공간(52)들이 존재한다.
상기 고정 부분(64)은 반경 방향 형상을 가지고 밀봉 플랜지의 내측 부분을 형성한다. 상기 지지 부분(66)은 상기 밀봉 플랜지의 외측 부분 또는 단부 부분을 형성한다. 도시된 실시예에서, 상기 지지 부분(66)은, 외측부에서 축 방향으로 오목한 구조를 가지고 내측부에서 축 방향으로 볼록한 구조를 가진 곡선 형상을 가진다. 상기 지지 부분(66)은 접시형상을 가진다. 상기 지지 부분(66)은 상기 밀봉체(22)의 리브(50)들과 접촉하며 축 방향으로 장착된다. 상기 밀봉 플랜지의 상기 지지 부분(66)만 상기 밀봉체(22)와 접촉한 상태로 장착된다. 상기 고정 부분(64) 및 지지 부분(66)은 강성 재료 예를 들어, 판재 금속 블랭크로부터 절삭 및 프레스 가공되는 금속 재료로부터 제조된다. 선택적으로 상기 고정 부분(64) 및 지지 부분(66)은 각각, 예를 들어, 폴리아미드와 같은 합성 재료의 다른 강성 재료로 제조될 수 있다.
상기 서포트 부분(68)은 상기 고정 부분(64) 및 지지 부분(66)사이에서 연장된다. 상기 서포트 부분(68)은 상기 고정 부분(64) 및 지지 부분(66)을 연결하는 연결 부분을 형성한다. 상기 서포트 부분(68)은 상기 고정 부분(64)의 대직경 변부 및 상기 지지 부분(66)의 외측의 측부 면을 덮는다. 상기 지지 부분(66)의 내측의 측부 면은 상기 밀봉체의 리브(50)들과 축 방향 접촉한다.
상기 서포트 부분(68)은 축 방향으로 탄성 변형될 수 있고 가요성을 가지도록 설계된다. 상기 연결 부분은 상기 밀봉체(22)를 향하여 내측으로 연장된다. 도시된 실시예에서, 상기 서포트 부분(68)은, 외측부에서 축 방향으로 오목한 구조를 가지고 내측부에서 축 방향으로 볼록한 구조를 가진 곡선 형상을 가진다. 상기 서포트 부분(68)은 상기 고정 부분(64) 및 지지 부분(66)상에 몰딩되거나 가황화처리된다. 상기 서포트 부분(68)은 예를 들어, 예를 들어, 니트릴(nitrile) 고무와 같은 탄성 중합체 또는 열가소성 탄성 중합체 재료의 가요성 재료로부터 제조된다.
상기 서포트 부분(68)은 상기 밀봉체(22)의 리브(50)들 및 지지 부분(66)사이에 형성된 접촉에 의해 베어링의 외부를 향하여 축 방향으로 변형된다. 상기 서포트 부분(68)은 고유의 탄성에 대해 변형된다. 상기 밀봉 플랜지(26)는 상기 밀봉체(22)와 접촉에 의해 축 방향으로 예비하중을 받는다. 상기 지지 부분(66)의 변형과 관련하여 지지 부분은 밀봉체(22)의 리브(50)들에 대해 영구적인 축 방향 예비하중을 발생시킨다.
상기 실시예에서 상기 리브(50)들은 밀봉체(22)에 의해 형성된다. 변형예로서, 상기 밀봉 플랜지의 지지 부분(66)상에 리브(50)들을 형성하고 상기 밀봉체의 측부 면(36) 및 리브들사이에 축 방향 접촉을 형성할 수 있다.
도시된 실시예에서, 각각의 밀봉 플랜지는 내부 링의 전방 표면들 중 한 개에 고정된다. 선택적으로, 상기 내부 링의 보어내에 예를 들어, 크림핑(crimping)가공에 의해 형성되는 원형 그루브 내측부에 고정되는 각각의 플랜지를 제공할 수 있다.
도시된 실시예에서, 각각의 밀봉체는 두 개의 부품들, 즉 보강 인서트 및, 동적 밀봉체를 형성하기 위해 내부 링과 연결되는 적어도 한 개의 마찰 립(lip)을 가지고 상기 보강인서트에 고정되는 밀봉 가스켓을 포함한다. 선택적으로, 상기 밀봉 가스켓은, 상기 내부 링과 연결되고 래비린스 형태인 복수 개의 립들 또는 한 개의 립을 포함할 수 있다. 변형예에서, 한 개의 부품 즉 상기 보강 인서트 또는 밀봉 가스켓을 포함한 밀봉체를 제공할 수도 있다.
도시된 실시예에서, 각각의 플랜지는 축 방향으로 탄성 변형될 수 있어서 상기 리브 및 관련 밀봉체 또는 플랜지사이에서 축 방향을 유지한다. 변형예로서, 탄성 변형하지 않는 플랜지를 제공할 수 있다.
도시된 실시예에서, 각각의 밀봉체 또는 각각의 플랜지는 윤활제로 충진된 원형 공간을 형성하기 위한 리브들을 포함한다. 변형예로서, 각각의 밀봉체에서 관련 플랜지와 축 방향 접촉하는 리브들 및 동시에 상기 밀봉체와 축 방향 접촉하는 상기 플랜지상에 리브들을 제공할 수 있다.
도시된 실시예에서, 상기 밀봉 플랜지는 내부링에 고정되고 관련 밀봉체는 외부 링에 고정된다. 선택적으로, 상기 내부 링에 고정된 밀봉체 및 상기 외부링에 고정된 관련 플랜지를 가진 반대 배열을 제공할 수 있다.
14......외부 링,
16......내부 링,
18......구름 요소,
22......밀봉체,
26,60......밀봉 플랜지,
50......리브,
52......원형 공간.

Claims (10)

  1. 구름 베어링으로서, 상기 구름 베어링은:
    - 외부 링(14),
    - 내부 링(16),
    - 상기 링들 사이에서 반경 방향으로 배열된 적어도 한 개 열의 구름 요소(18),
    - 상기 링들 중 외부 링(14)에 고정되고 내부 링(16)과는 결합되는 제1 밀봉 수단을 형성하는 적어도 한 개의 밀봉체(22) 및,
    - 내부 링(16)에 고정되고 베어링의 외측부에서 상기 밀봉체(22)에 대해 축 방향으로 오프셋 배열되는 제2 밀봉 수단을 형성하는 적어도 한 개의 플랜지(26; 60)를 포함하되,
    상기 플랜지(26; 60)에는 링들에 고정된 고정 부분(26a; 64), 밀봉체에 대해 지탱되는 지지 부분(26b; 66), 및 상기 고정 부분과 지지 부분을 연결하는 연결 부분(26c; 68)이 제공되며,
    상기 제1 및 제2 밀봉 수단 중 적어도 한 개의 밀봉 수단은 적어도 두 개의 원형 리브(50)들을 포함하고, 다른 한 개의 밀봉 수단은 상기 한 개의 밀봉 수단과 접촉하여 축 방향으로 장착되며, 상기 리브들 및 상기 다른 한 개의 밀봉 수단에 의해 적어도 한 개의 밀폐된 원형 공간(52)이 구획되고, 적어도 하나의 윤활제가 상기 공간(52) 내에 배열되며,
    상기 플랜지의 연결 부분(26c; 68)은 상기 밀봉체의 방향으로 내부를 향해 연장되고,
    상기 플랜지(26; 60)는 축방향으로 적어도 부분적으로 탄성 변형될 수 있고,
    상기 플랜지는 밀봉체(22)와의 접촉에 의해 축방향으로 예비하중을 받으며, 예비하중을 받는 상태에서, 상기 플랜지의 내부 면(40)의 측부에서 고정 부분(26a; 64)과 지지 부분(26b; 66) 사이에 형성된 축방향 이격거리는 상기 플랜지의 자유 상태에서 상기 부분들 사이에 형성된 축방향 이격거리보다 작은, 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 각 리브(50)의 두께는 상기 다른 한 개의 밀봉 수단과 축 방향 접촉하는 자유 단부를 향해 감소하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  4. 제1항에 있어서, 상기 리브(50)들은 축 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  5. 제1항에 있어서, 상기 리브(50)들은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  6. 제1항에 있어서, 상기 리브(50)들은 상기 밀봉수단과 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  7. 제1항에 있어서, 상기 리브(50)들은 상기 밀봉체(22)의 외측의 측부면(36)상에 형성되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  8. 제7항에 있어서, 상기 밀봉체는 상기 외측의 측부면(36)을 한정하는 적어도 한 개의 밀봉 가스켓(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  9. 제1항에 있어서, 상기 리브(50)들은 상기 플랜지(26, 60)의 내측의 측부 면(40)상에 형성되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
  10. 제1항에 있어서, 상기 플랜지(26, 60)는 상기 밀봉체(22)의 측부상에 축 방향으로 볼록하고 상기 밀봉체상에 지지되는 부분(26b,66)을 포함하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
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