KR102572161B1 - 베어링 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

베어링 시스템은: 샤프트(샤프트는 자신이 회전할 수 있는 길이 방향 축선을 가지며, 샤프트는 축선 방향으로 연장하는 윤곽 표면을 포함하는 원주 방향 채널(circumferential channel)을 포함하며, 윤곽 표면의 적어도 부분은 길이 방향 축선에 대해 경사짐), 사용시 샤프트 둘레에 배치되도록 구성되는 베어링(bearing); 경사진 윤곽 표면과 접촉하기 위해 사용시 원주 방향 채널에서 위치되도록 구성되는 분할 링(split ring)(분할 링은 외부 직경을 가지는 제1 부분, 및 추력 표면을 제공하도록 제1 부분보다 더 큰 외부 직경을 가지는 제2 부분을 포함함); 사용시 분할 링의 제1 부분을 수용하도록 구성되는 내부 보어(internal bore)를 포함하는 칼라(collar); 및 베어링을 샤프트 상에 위치시키기 위해 분할 링과 베어링 사이에 축선 방향 로케이팅(locating) 힘을 가하도록 구성되는 베어링 로케이터(bearing locator)를 포함한다. 여기서 사용시, 샤프트에 의해 분할 링 상에 가해지는 축선 방향 추력 하중은 추력 표면에 의해 칼라로 전달되며, 그리고 분할 링은 칼라에 의해 저항을 받는 분할 링 상에 반경 방향 하중을 발생시키도록 경사진 윤곽 표면을 따라 강제된다.

Description

베어링 시스템 및 방법

본 발명은 베어링 시스템 및 베어링 시스템을 조립하는 방법에 관한 것이다.

압연 밀(rolling mill)에서, 작업 롤 샤프트들(shafts)은 베어링들에 의해 회전가능하게 지지된다. 일단 베어링들이 작업 롤 샤프트에 끼워맞춤되었다면, 베어링들은 축선 방향으로(axially) 위치되어야 하며, 그리고 축선 방향의 위치는 샤프트로부터 예상된 축선 방향 추진력들을 견딜수 있어야 한다. 도 1에서 도시되는 바와 같이, 베어링(1)에 대한 종래 배열(작업 롤 샤프트(2) 상의 축선 방향 위치가 길이 방향 축선(X)을 가짐)은 분할 링(4)이 삽입되는 코너들에 반경들이 있는, 샤프트 내로 절단되는 원주 방향 직사각형 홈(3)이다. 분할 링(4)의 2 개의 절반부들은, 예를 들어 일 측면에서 피봇(pivot)에 의해 그리고 다른 측면에서 볼트에 의해 함께 연결되어서, 조립체가 분할 링(4)을 함께 유지하기 위해 샤프트(2) 및 그리고 그 후 볼트에 걸쳐 미끄러질 수 있다. 스레딩된 단부(5a)를 가지는 베어링 리테이닝 슬리브(5)는 스레딩된 칼라(6)에 의해 분할 링(4)의 측면에 맞닿게 조여지며, 샤프트(2)의 스페이서 또는 넥 링(neck ring)일 수 있는 받침 면(abutment face)(7)에 맞닿게 축선 방향 베어링(1)의 이너 레이스를 동시에 유지하면서, 홈(3)의 외부 면에 맞닿게 축선 방향으로 분할 링(4)을 강제한다. 이는 롤 샤프트(2) 상으로 베어링(1)을 견고하게 위치시킨다.

이러한 배열의 의도치 않는 하나의 결과는 작업 롤 샤프트를 약화시키는 것이다. 샤프트 단면이 감소될 뿐만 아니라, 윤곽의 형상은 응력 집중들을 야기한다. 이는 피로로 인한 조기 고장으로 이어질 수 있다. 이에 대응하여 보다 큰 토크 값들을 갖는 보다 넓은 압연 밀들에 대하여 시장이 이동함에 따라, 이는 커지는 문제이다.

본 발명은 종래 기술의 이러한 문제를 적어도 어느 정도 완화시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 첨부 청구항들에서 제시된다.

본 발명의 일 양태에 따라, 베어링 시스템이 제공되며, 이 베어링 시스템은: 샤프트가 회전할 수 있는 길이 방향 축선을 가지며, 샤프트(shaft)(샤프트는 축선 방향으로 연장하는 윤곽 표면을 포함하는 원주 방향 채널(circumferential channel)을 포함하며, 윤곽 표면의 적어도 부분은 길이 방향 축선에 대해 경사짐); 사용시 샤프트 둘레에 배치되도록 구성되는 베어링(bearing); 경사진 윤곽 표면과 접촉하기 위해 사용시 원주 방향 채널에서 위치되도록 구성되는 분할 링(split ring)(분할 링은 외부 직경을 가지는 제1 부분, 및 추력 표면을 제공하도록 제1 부분보다 더 큰 외부 직경을 가지는 제2 부분을 포함함); 사용시 분할 링의 제1 부분을 수용하도록 구성되는 내부 보어(internal bore)를 포함하는 칼라(collar); 및 베어링을 샤프트 상에 위치시키기 위해 분할 링과 베어링 사이에 축선 방향 로케이팅(locating) 힘을 가하도록 구성되는 베어링 로케이터(bearing locator)를 포함하며, 여기서 사용시, 샤프트에 의해 분할 링 상에 가해지는 축선 방향 추력 하중은 추력 표면에 의해 칼라로 전달되며, 그리고 분할 링은 칼라에 의해 저항되는 분할 링 상의 반경 방향 하중을 발생시키도록 경사진 윤곽 표면을 따라 강제된다.

사용시, 샤프트의 채널에 의해 분할 링 상으로 가해지는 축선 방향 추력 하중은 추력 표면에 의해 칼라로 전달된다. 채널이 축선 방향으로 연장하는 윤곽 표면을 가지기 때문에, 이 윤곽 표면의 적어도 부분은 샤프트의 길이 방향 축선에 대해 경사지며, 분할 링은 경사진 프로파일 표면에 걸쳐 얹혀지도록(ride over) 강제되며, 그리고 이에 따라 분할 링을 반경 방향으로 팽창시키도록 시도하는 반경 방향 힘을 경험한다. 둘러싸는 칼라는 분할 링의 반경 방향 봉쇄를 제공하며, 이에 의해 분할 링이 축선 방향으로 이동하는 것을 방지하거나, 이의 축선 방향 이동을 적어도 제한하며, 그리고 베어링이 샤프트 상에 정확하게 위치된 상태를 유지한다. 따라서, 칼라는 베어링을 고착하기 위해 축선 방향 하중을 전달하고 그리고 분할 링에 의해 베어링 상에 부과되는 반경 방향 팽창력을 동시에 포함한다. 원주 방향 채널의 윤곽 표면에서의 경사(inclination) 또는 사면(slope)의 제공은 유리한데, 왜냐하면 이는 채널의 주변에 있는 샤프트에서 총 응력 집중들을 감소시키기 때문이다. 경사진 표면의 형상에 따라, 피크(peak) 응력은 종래의 실질적으로 정사각형 단면 채널과 비교하여 50%만큼 감소될 수 있다.

분할 링과 접촉하고 그리고 추력 하중을 취하고 그리고 분할 링의 반경 방향 팽창을 유발하는, 채널의 윤곽 표면의 부분은, 이 부분이 샤프트의 길이 방향 축선에 대해 직각이 아니거나 평행하지 않는다는 점에서 경사지거나 비스듬하다. 반경 방향의 팽창을 유발시키지 않는 비접촉/비추력 부분들인, 채널의 윤곽 표면의 다른 부분들은, 길이 방향 축선과 평행할 수 있거나, 이 길이 방향 축선에 대해 직각일 수 있다. 길이 방향 축선과 평행한 윤곽 표면의 부분은 분할 링과 접촉할 수 있거나 접촉하지 않을 수도 있지만, 어느 방식으로든, 이러한 부분은 어떠한 추력 하중도 전달할 수 없다.

베어링 로케이터 및 칼라는 단일 엘리먼트를 포함할 수 있다. 대안적으로, 베어링 로케이터 및 칼라는 별도의 엘리먼트들로 구성될 수 있다. 베어링 로케이터는: 베어링과 원주 방향 채널 사이에 배치되도록 구성되는 스레딩된 스페이서(threaded spacer); 및 축선 방향 로케이팅 힘을 가하도록 칼라를 받치는 스레딩된 스페이서 상에서 나사결합되도록 구성되는 너트(nut)를 포함할 수 있다. 스레딩된 스페이서는, 너트 및 칼라가 스레딩된 스페이서의 축선 방향 길이 내에서 스레딩된 스페이서 상에서 배치될 수 있도록 구성될 수 있어서, 분할 링이 축 상의 스레딩된 스페이서에 인접한 원주 방향 채널에 위치될 수 있다.

원주 방향 채널의 경사진 윤곽 표면은 직선형일 수 있다. 대안적으로, 원주 방향 채널의 경사진 윤곽 표면은 커브형일 수 있다. 대안적으로, 원주 방향 채널의 경사진 윤곽 표면은 부분적으로 직선형이고 부분적으로 커브형일 수 있다. 곡률 반경은 일정할 수 있다. 대안적으로, 곡률 반경은 변경될 수 있다. 윤곽 표면, 또는 윤곽 표면에 대한 접선(tangent)은 샤프트의 길이 방향 축선으로부터 약 1 내지 80도만큼, 바람직하게는 약 1 내지 45도만큼, 더 바람직하게는 약 1 내지 30도만큼 경사진다.

분할 링이 샤프트의 축선 방향 하중을 받을 때, 분할 링이 반경 방향 힘을 경험하도록 윤곽이 구성된다면, 채널의 윤곽이 임의의 일반적인 형상을 취할 수 있는 것이 이해될 것이다. 이는, 윤곽 표면이 샤프트의 길이 방향 축선에 대한 축선 방향으로 일부 경사부 또는 사면을 가지며, 그리고 분할 링이 경사진 표면과 접촉하는 한, 해당될 것이다. 즉, 윤곽의 적어도 일부 부분(또는 윤곽의 부분에 대한 접선)은 0도보다 더 크고 90도 보다 더 작은 값을 가지는 샤프트의 길이 방향 축선과의 각도를 형성한다. 다른 방식을 사용한다면, 윤곽은 샤프트의 길이 방향 축선에 대해 그리고 샤프트의 길이 방향 축선에 대해 수직인 가상선 양자 모두에 대해 경사진 표면을 포함한다. 이에 따라, 채널의 윤곽은 전체적으로 커브형일 수 있거나, 부분적으로 커브형일 수 있거나, 적어도 하나의 직선형 및 경사진 부분을 포함할 수 있거나, 일반적인 커브를 함께 포함하는 일련의 직선형 부분들을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 본원에서 전술된 바와 같은 베어링 시스템을 조립하는 방법이 제공되며, 이 방법은: 샤프트 상으로 베어링을 포지셔닝하는 단계; 샤프트 상으로 상기 베어링 로케이터를 포지셔닝하는 단계; 베어링 로케이터에 걸쳐 칼라를 포지셔닝하는 단계; 적어도 부분적으로 원주 방향 채널에서 분할 링을 포지셔닝하는 단계; 분할 링의 제1 부분에 걸쳐 칼라를 포지셔닝하는 단계; 및 베어링을 샤프트 상에 위치시키기 위해 분할 링과 베어링 사이에 축선 방향 로케이팅 힘을 가하도록 베어링 로케이터를 조절하는 단계를 포함한다.

실시예들은, 예로써, 첨부 도면들을 참조로 하여 이제 설명될 것이다.

도 1은 조립된 상태의 종래 베어링 시스템의 단순화된 단면도를 도시한다.
도 2는 조립된 상태의 본 발명에 따른 베어링 시스템의 단순화된 단면도를 도시한다.
도 3 내지 도 5는 도 2의 베어링 시스템의 조립의 다양한 단계들을 도시한다.
도 6은 도 2의 베어링 시스템의 조립의 방법을 예시한다.
도 7a 및 도 7b는 베어링 시스템들의 종래의 그리고 본 발명의 응력 분포들을 각각 예시한다.

도 2를 참조하면, 조립된 베어링 시스템은: 세장형 샤프트(100)(단지 일부분만 도시됨); 베어링(200); 분할 링(300); 칼라(400); 및 베어링 로케이터(locator)(500)(스페이서(500a) 및 너트(500b)를 포함함)를 포함한다.

샤프트(100)는 샤프트(100)가 이의 길이 방향 축선(X)을 중심으로 회전할 수 있도록 압연 밀(600)에서 베어링(200)에 의해 지지된다. 샤프트(100)의 전방 부분은 샤프트(100)의 전방 원주 방향 구역을 규정하는 숄더(100a)를 포함한다. 숄더(100a)에 인접한 샤프트(100)의 중심 구역은 베어링(200)의 내부 표면(200a)에 의해 둘러싸인 축 저널(journal)(100b)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 베어링(200)은 샤프트(100)의 축선 방향 추력을 취하기 위한 이중 열 각도 접촉 볼 베어링(double row angular contact ball bearing)이지만, 테이퍼 롤러 추력 베어링(taper roller thrust bearing), 또는 다른 유형의 추력 베어링일 수 있다. 베어링(200)의 전방 면은 예를 들어 스페이서 또는 임의의 반경 방향 베어링(미도시)의 받침 면(600a)과 접촉한다.

저널(100b)로부터 축선 방향으로 이격되어, 홈 또는 원주 방향 채널(100c)이 존재한다. 채널(100c)은 샤프트(100)의 길이 방향 축선(X)에 대해 일반적으로 경사지는 축선 방향-연장 윤곽 표면을 포함한다. 이러한 실시예에서, (도 2의 관점에서 채널(100c)의 좌측 부분에 있는) 윤곽 표면의 전방 부분(100d)은 곡선형이며, 그리고 (도 2의 관점에서 채널(100c)의 우측 부분에 있는) 윤곽 표면의 후방 부분(100e)은 선형이거나 직선형이다. 이러한 실시예에서, 윤곽 표면의 직선형의 후방 부분(100e)은 샤프트(100)의 길이 방향 축선(X)에 대해 30도의 각도로 경사진다.

분할 링(300)은 제1 외부 직경을 가지는 제1 부분(300a), 및 제1 직경보다 더 큰 제2 외부 직경을 갖는 제2 부분(300b)을 포함하여서, 이후 추력 표면(300c)으로서 지칭되는 전방 면을 가지는 플랜지를 제공한다. 분할 링(300)은 채널(100c)의 구역에서 샤프트(100)의 원주를 둘러싼다. 이러한 실시예에서, 분할 링(300)은 축선 방향으로 그의 직경이 변하는 분할 링(300)의 관통-보어를 규정하는 내부 표면을 제공하기 위해 서로 부착되는 2 개의 절반부를 포함한다. 이러한 실시예에서, 분할 링(300)의 내부 표면의 제1 부분은 채널(100c)의 윤곽 표면의 경사진 후방 부분(100e)을 보완하도록 성형되고 그리고 제1 부분 위에 착좌되는 경사부(slope)를 포함하며, 이 경사부는 분할 링(300)의 내부 표면의 제1 부분과 축선 방향 추력을 전달하기 위한 채널(100c)의 윤곽 표면의 후방 부분(100e) 사이에 양호한 표면 접촉을 보장한다. 분할 링(300)의 내부 표면의 제1 부분이 임의의 일반적인 형상을 취할 수 있고 그리고, 경사진 윤곽 표면의 적어도 부분과의 접촉이 축선 방향 추력의 동력 전달에 대해 충분한 한, 윤곽 표면과 전체적으로 순응할 필요가 없는 것이 이해될 것이다. 따라서, 이러한 실시예에서, 분할 링(300)의 내부 표면의 제1 부분의 부분은 윤곽 표면의 부분을 돌출시키기 위해 전방으로 연장한다. 분할 링(300)의 내부 표면의 제2 부분은 채널(100)에 바로 인접한 샤프트(100)의 후방 구역과 접촉한다. 따라서, 분할 링(300)은 채널(100c)에서 부분적으로 배치되거나 위치된다.

링형 칼라(400)는 분할 링(300)의 제1 부분(300a)의 외부 직경과 실질적으로 동일한 직경을 가지는 관통-보어를 포함한다. 이에 따라, 칼라(400)는 분할 링(300)의 제1 부분에 걸쳐 편안하게 착좌되며, 그리고 칼라(400)의 후방 면은 분할 링(300)의 제2 부분(300b)의 추력 표면(300c)을 받친다. 이러한 실시예에서, 칼라(400)는 싱글-피스(single-piece) 구조물을 가진다. 또한 이러한 실시예에서, 칼라(400)는 중실형이다.

이러한 실시예에서, 분할 링(300)의 절반부들은, 본원에서 전술된 바와 같이 스크류들, 또는 원주 방향 클램프, 또는 피봇 및 볼트 배열에 의해 종래 방식으로 함께 결합된다. 대안적으로, 분할 링(300)이 채널(101c)의 윤곽 표면 상에 조립됨에 따라 분할 링(300)이 작은 반경 팽창(expansion)을 경험할 수 있기 때문에, 일단 칼라(400)가 분할 링(300) 둘레에 포지셔닝된다면 제거될 수 있는 원주 방향 클램프 또는 유지 기구(holding mechanism)가 바람직할 수 있다.

스페이서(500a)는 샤프트(100)의 중심 구역 둘레에 배치되고, 그리고 베어링(200)과 채널(100c) 사이에서 축선 방향으로 연장한다. 스페이서(500a)의 전방 면은 베어링(200)의 후방 면을 받치며, 그리고 스페이서(500a)의 후방 면은 채널(100c)의 구역에 위치된다. 이러한 실시예에서, 스페이서(500a)의 후방 면은 채널(100c)에 약간 돌출한다. 대안적으로, 스페이서(500a)의 후방 면은 채널(100c)의 에지로 연장될 수 있거나, 에지를 제외하고 중단될 수 있다. 스페이서(500a)는, 너트(500b)가 스레딩식으로(threadably) 맞물리는 외부 스레드를 포함한다. 도 2에서 도시되는 바와 같이, 너트(500b)는, 너트(500b)의 후방 면이 칼라(400)의 전방 면을 받치도록 스페이서(500a)를 따라 나사결합되어 있다. 너트(500b)는 칼라(400)에 맞닿게 조여져 있어서, 스페이서(500a)는 받침 면(600a)에 맞닿게 저널(100b) 상의 베어링(200)을 위치시키기 위해 축선 방향으로 (도 2의 관점에서 좌측방으로) 강제되어 있다.

압연 밀(600)에서 사용할 때, 샤프트(100)는 원주 방향 채널(100c)의 윤곽 표면의 후방 부분(100e)에 의해 분할 링(300)의 제1 부분(300a)으로 전달되는 축선 방향의 추력을 발생시킨다. 이에 따라, 축선 방향의 힘(Fa)은 결국 칼라(400)로 힘을 전달하는 추력 면(300c)에 적용된다. 축선 방향 힘(Fa)은 분할 링(300)의 제1 부분(300a)의 내부 표면이 채널(100c)의 윤곽 표면의 경사진 후방 부분(100e)을 따라 올라가는 것을 강제하며, 잠재적으로 분할 링(300)이 샤프트(100)을 따라(도 2의 관점에서 우측방으로) 축선 방향으로 이동하는 것을 유발시키고 그리고 분할 링(300)에서의 반경 방향 힘을 유발시킨다. 이에 따라, 분할 링(300)의 제1 부분(300a)은 칼라(400) 상에 외부 반경 방향 힘(Fr)을 가한다. 스너그 피팅(snug-fitting) 칼라(400)는 분할 링(300)의 반경 방향 변위를 저항하거나 포함하기 위해 이러한 반경 방향 힘(Fr)을 상쇄하며, 이에 의해 분할 링(300)을 채널(100c)의 윤곽 표면을 따라 올라가는 것을 방지하거나 제한한다. 이러한 방식에서, 샤프트(100)을 따른 분할 링(300)의 축선 방향 이동이 방지되거나, 적어도 제한되며, 그리고 베어링(200)은 샤프트(100) 상에 정확히 위치된 상태를 유지한다.

종래의 베어링 배열들에서, 분할 링과 샤프트에서의 홈 사이의 접촉 면은 샤프트의 길이 방향 축선에 대해 90도이며, 그리고 따라서 분할 링 상의 반경 방향 하중이 존재하지 않으며, 그리고 이에 따라 분할 링 절반부들을 함께 유지하는 볼트들(또는 다른 디바이스들)은 특히 강성일 필요가 없다. 본 발명에서, 분할 링(300) 상의 반경 방향 하중은 종래의 볼트들에 의해 포함될 수 없으며, 그리고 칼라(400)는 이러한 기능을 위해 제공된다.

베어링 시스템의 조립 단계들이 특히 도 3 내지 도 6을 참조하여 이제 설명될 것이다.

도 3을 참조하면, 제1 조립 단계(800a)에서, 베어링(200)이 (도 3의 관점에서 우측으로부터 좌측으로) 샤프트(100)의 중심 구역 상으로 미끄러져, 베어링(200)의 전방 면은 받침 면(600a)을 받치게 된다. 이러한 조건에서, 베어링(200)의 내부 표면(200a)은 샤프트 저널(100b)을 둘러싼다. 추가의 조립 단계(800b)에서, 스페이서(500a)는 샤프트(100)의 중심 구역 상으로 미끄러져, 스페이서(500a)의 전방 면이 베어링(200)의 후방 면을 받치게 된다. 추가의 조립 단계(800c)에서, 너트(500b)는 스페이서(500a)의 후방 플랜지 표면에 접하도록 스페이서(500a) 상으로 완전히 나사결합된다. (물론, 스페이서(500a)가 샤프트(100) 상으로 미끄러지기 전에, 너트(500b)는 이미 스페이서(500a) 상으로 나사결합되어 있음).

이제 도 4를 참조하면, 추가의 조립 단계(800d)에서, 칼라(400)는 스페이서(500a)의 스레드에 걸쳐 포지셔닝된다. 추가의 조립 단계(800e)에서, 분할 링(300)의 2 개의 절반부들은 채널(100c) 둘레에 포지셔닝되고 그리고 함께 부착되어, 분할 링(300)의 내부 표면의 제1 부분이 채널(100c)의 윤곽 표면의 후방 부분(100e)과 접촉하며, 그리고 내부 표면의 제2 부분은 채널(100)에 바로 인접한 샤프트(100)의 후방 구역과 접촉한다. 따라서, 분할 링(300)은 채널(100c)에서 부분적으로 배치되거나 위치된다.

이제 도 5 그리고 또한 도 2를 참조하면, 추가의 조립 단계(800f)에서, 칼라(400)는 분할 링(300)의 제1 부분(300a)에 걸쳐 미끄러지며, 그리고 너트(500b)는, 너트(500b)의 후방 면이 칼라(400)의 전방 면을 받치게 되도록 칼라(400)를 향하여 나사결합된다. 그 후, 너트(500b)가 조여짐에 따라, 분할 링(300)의 내부 표면의 제1 부분이 채널(100c)의 윤곽 표면의 후방 부분(100e)을 따라 올라가도록 강제될 때, 분할 링(300)은 짧은 축선 방향 거리로 (도 2의 관점에서 우측방으로) 이동할 수 있다. 분할 링(300)의 축 방향 이동은, 스너그 피팅 칼라(400)에 의해 제한되는데, 이 스너그 피팅 칼라는 분할 링(300)이 후방 표면(100e)을 따라 이동함에 따라, 분할 링(300)의 제1 부분(300a)에 의해 분할 링에 적용되는 반경 방향 팽창력(radial expansion force)에 대해 반작용하며, 이에 의해 분할 링(300)을 포함하고, 그리고 축(100)을 따른 분할 링의 진행을 제한한다. 너트(500b)의 추가의 조임은, 베어링(200)을 향하여 샤프트(100)을 따라 축선 방향으로 스페이서(500a)를 구동시키는 반력을 발생시키며, 이에 의해 저널(100b) 상의 정확한 포지션에 베어링(200)을 위치시키기 위해 받침 면(600a)에 맞닿게 베어링(200)의 전방 면을 가압시킨다. 이에 따라, 베어링 시스템은 도 2에서 도시되는 완전 조립 상태가 된다.

이제 도 7a 및 도 7b를 참조하면, FEA(Finite Element Analysis)는, 종래의 베어링 배열(도 7a)의 최대 본-미제스 응력(von-Mises stress)이 353.64 MPa인 반면, 본 발명에 따른 예시적 베어링 배열(도 7b)에서는 최대 177.48 MPa이다. 따라서, 본 발명은 약 50%의 응력 감소, 및 이에 의해 샤프트의 피로 수명에서의 개선을 제공한다.

본 발명이 이의 바람직한 실시예들에 대해 설명되어 있고 그리고 첨부하는 청구항들에 의해 규정된 바와 같이 본 발명의 범주로부터 벗어남 없이 많은 상이한 방식들로 수정될 수 있음이 이해될 것이다.

Claims (14)

1. 베어링 시스템(bearing system)으로서,
   샤프트─상기 샤프트는 자신이 회전할 수 있는 길이 방향 축선을 가지며, 상기 샤프트는 축선 방향으로 연장하는 윤곽 표면을 포함하는 원주 방향 채널(circumferential channel)을 포함하며, 상기 윤곽 표면의 적어도 부분은 상기 길이 방향 축선에 대해 경사짐─;
   상기 샤프트 둘레에 배치되는 베어링(bearing);
   경사진 윤곽 표면과 접촉하기 위해 상기 원주 방향 채널에서 위치되는 분할 링(split ring)─상기 분할 링은 외부 직경을 가지는 제1 부분, 및 추력 표면을 제공하도록 상기 제1 부분보다 더 큰 외부 직경을 가지는 제2 부분을 포함함─;
   사용시 상기 분할 링의 제1 부분을 수용하는 내부 보어(internal bore)를 포함하는 중실형 싱글-피스 링형 칼라(solid, single-piece, ring-like collar)─상기 칼라는 상기 추력 표면 및 상기 베어링 사이에 축선 방향으로 위치됨─; 및
   상기 베어링을 상기 샤프트 상에 위치시키기 위해 상기 분할 링과 상기 베어링 사이에 축선 방향 로케이팅(locating) 힘을 가하는 베어링 로케이터(bearing locator)를 포함하며,
   상기 베어링 로케이터와 상기 칼라는 별도의 엘리먼트들로 구성되고, 상기 베어링 로케이터는:
   상기 베어링과 접하도록 상기 베어링과 상기 원주 방향 채널 사이에 배치되는 스레딩된 스페이서(threaded spacer), 및
   상기 축선 방향 로케이팅 힘을 가하도록 상기 칼라를 받치는 상기 스레딩된 스페이서 상에서 나사결합되는 너트(nut)를 포함하고,
   사용시, 상기 샤프트는 제1 축선 방향으로 상기 분할 링으로 전달되는 축선 방향 추력 하중을 발생시켜서, 상기 제1 축선 방향과 반대인 제2 축선 방향으로 상기 추력 표면 상에 축선 방향 힘이 적용되고, 결국 상기 축선 방향 힘이 상기 제1 축선 방향으로 상기 추력 표면으로부터 상기 칼라로 전달되고, 상기 분할 링은 상기 칼라에 의해 저항되는 상기 분할 링 상의 반경 방향 하중을 발생시키도록 상기 축선 방향 힘에 의해 상기 경사진 윤곽 표면을 따라 가압되어(urged) 상기 베어링을 상기 샤프트 상에 위치하도록 유지하는,
   베어링 시스템.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 스레딩된 스페이서는, 상기 너트 및 상기 칼라가 상기 스레딩된 스페이서의 축선 방향 길이 내에서 상기 스레딩된 스페이서 상에서 배치될 수 있도록 구성되어서, 상기 분할 링은 상기 샤프트 상에서 상기 스레딩된 스페이서에 인접한 상기 원주 방향 채널에 위치될 수 있는,
   베어링 시스템.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 원주 방향 채널의 경사진 윤곽 표면은 직선형인,
   베어링 시스템.
4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 원주 방향 채널의 경사진 윤곽 표면은 커브형인(curved),
   베어링 시스템.
5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 원주 방향 채널의 경사진 윤곽 표면은 부분적으로 직선형이고 부분적으로 커브형인,
   베어링 시스템.
6. 제4 항에 있어서,
   곡률 반경은 일정한,
   베어링 시스템.
7. 제4 항에 있어서,
   곡률 반경은 변경되는,
   베어링 시스템.
8. 제3 항에 있어서,
   상기 윤곽 표면, 또는 상기 윤곽 표면에 대한 접선(tangent)은 상기 샤프트의 길이 방향 축선으로부터 1 내지 80도만큼 경사지는,
   베어링 시스템.
9. 제1 항 또는 제2 항에 따른 베어링 시스템을 조립하는 방법으로서,
   상기 샤프트 상으로 상기 베어링을 포지셔닝하는 단계;
   상기 스레딩된 스페이서가 상기 베어링을 받치도록 상기 샤프트 상으로 상기 베어링 로케이터를 포지셔닝하는 단계;
   상기 베어링 로케이터에 걸쳐 상기 칼라를 포지셔닝하는 단계;
   적어도 부분적으로 상기 원주 방향 채널에서 상기 분할 링을 포지셔닝하는 단계;
   상기 분할 링의 제1 부분에 걸쳐 상기 칼라를 포지셔닝하는 단계; 및
   상기 베어링을 상기 샤프트 상에 위치시키기 위해 상기 분할 링과 상기 베어링 사이에 상기 축선 방향 로케이팅 힘을 가하도록 상기 칼라를 받치는 상기 베어링 로케이터의 상기 스레딩된 스페이서 상에 너트를 나사결합하는 단계를 포함하는,
   베어링 시스템을 조립하는 방법.
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