KR20040002692A - 대형 롤러 베어링을 위한 베어링 링 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

대형 롤러 베어링을 위한 베어링 링에는 적어도 하나의 고리형 레이스가 형성되어 있으며 상기 고리형 레이스는 가열 및, 이후의 퀀칭(quenching) 동안에 유지되는 간격을 가로질러서 유도자를 상기 레이스와 병치시킴으로서 경화된다. 간격은 선택적으로 제어될 수 있는데, 반경 방향 베어링 레이스에 대한 상기 표면층의 경화 깊이(T)의 1 내지 2 배이도록, 상기 축방향 베어링 레이스의 외측 가장자리에서, 내측 직경이 베어링 링의 내측 직경에 대응하는 축방향 베어링 레이스에 대한 표면층의 경화 깊이(T)의 0.6 내지 1 배이고, 축방향 베어링 레이스의 내측 가장자리에서 내측 직경이 베어링 링의 내측 직경에 대응하는 상기 축방향 베어링 레이스에 대한 상기 표면층의 경화 깊이(T)의 1.5 내지 2 배이고, 그리고 외측 가장자리와 내측 가장자리 사이에서 연속적으로 변화하며, 그리고 내측 직경이 베어링 링의 그것보다 큰 축방향 베어링 레이스에 대해서는 균일하게 상기 표면층의 경화 깊이(T)의 0.6 내지 1 배이도록 제어된다.

Description

대형 롤러 베어링을 위한 베어링 링 제조 방법{Method of making a bearing ring for a large roller bearing}
본 발명은 대형 롤러 베어링을 위한 베어링 링을 제조하는 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 경화된 표면층을 가진 베어링 레이스(bearing race)를 구비한 베어링 링을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 의미하는 대형 롤러 베어링은, 축방향 베어링 레이스 또는 반경 방향 베어링 레이스를 가지며 그러한 레이스가 제공된 베어링 링이 형성되어 있고볼트에 의해서 부착되거나 그렇지 않으면 특정의 구조에 조립되어 있는 베어링 하우징과 함께 항상 베어링 조립체에 장착될 수 있으며 내측 링 및, 다른 외측 링이 될 수 있도록 다중의 베어링 링, 다중의 베어링 레이스, 다른 베어링 링과 병치되어 있는 베어링 링을 가질 수 있어서, 볼 또는 롤러의 다중 열(row)들이 다양한 형상인 베어링 링과 레이스상에 제공되는 롤러 베어링이다.
일반적으로, 목적을 가지고 제조되는 베어링 링들은 축방향 보어를 가지도록 가공되며, 레이스 자체는 기계 가공 작업에 따라서 마무리되며, 베어링 링은 다음에 경화될 수 있다. 베어링 링은 노즈 링(nose ring), 지지 링(support ring), 홀더 링(holder ring), 디스크와 같은 축방향 레이스 링등으로서 형성될 수 있다.
축방향 베어링 레이스는, 본 발명의 목적을 위해서, 롤러의 배열상에 적어도 부분적으로 축방향으로 가압되거나 ,또는 롤러의 배열에 대하여 축방향으로 가압되는 레이스로서 이해될 것이다. 이에 상응하여, 축방향 베어링은 반경 방향으로 지지하는 힘을 취하거나 또는 적용시킬 수 이쓴 레이스이다.
대형 롤러 베어링은 전제적으로, 형상에 따라서, 하나, 둘 또는 그 이상의 레이스 쌍을 가질 수 있으며, 레이스 쌍들 사이에서 각각의 롤러 열들이 제공되고, 하나, 둘 또는 그 이상의 베어링 링들에는 기계 가공에 의해 제조되어 경화된 레이스가 제공된다.
그러한 대형 롤러 베어링을 위한 베어링 링을 제조하는 종래의 공정에서는, 유도 가열 및, 샤워 유형의 퀀칭 시스템에 의해서 경화가 이루어질 수 있었다. 유도 경화는 이송 경화로서 이루어지는데, 여기에서 유도자(inductor)는 정위치에 유지되고 그리고 베어링 링의 레이스 또는 윤곽에 일치하며 베어링 링은 연속적으로 유도자 및, 퀀칭 샤워에 대하여 전진함으로써 베어링 레이스의 각 부분이 점진적이면서 연속적인 방식으로 가열되고 퀀칭된다. 이러한 시스템의 장점은 실질적으로 그 어떤 사이즈의 베어링 링의 레이스도 경화될 수 있다는 점이다.
그러나, 이러한 시스템의 단점은 베어링 레이스의 모든 부분이 균일하게 경화될 것이라는 점을 절대적으로 확신할 수 없으며 따라서 경화의 종료시에는 불완전하게 경화된 부분이 있을 수 있으며 부드럽게 연화 상태로 유지된 부분들이 있을 수 있어서 베어링의 수명과 그것의 특성을 현저하게 저하시킨다는 점이다.
이전의 시스템에서 실시되었던 연속적인 경화의 결점은 베어링 링이 유도자와 퀀칭 범위를 지나서 회전할 때 베어링 링의 둘레에서 작업물의 조합된 가열 및, 퀀칭에 있어서 수행된 부분의 방향으로 일부 슬립(sli)에 의해서 유도되는 것으로 보인다.
또한 대형 롤러 베어링을 위한 베어링 링의 베어링 레이스를 산소 아세틸렌 화염으로 가열하고 이후에 베얼이 링을 오일 또는 에멀젼 욕조(bath)내에서 퀀칭시키는 것이 공지되어 있다. 이러한 소위 화염 경화를 위해, 복수개의 버너(burner)들이 베어링 링의 주위 둘레에 균일하게 배치되어 있으며 경화되어야 하는 베어링 레이스와 병치되어 있다. 베어링 링들은 산소 아세틸렌 토치(torch)로부터의 가열이 전체적인 베어링 링의 주위 둘레에서 균일하게 분포되도록 대개 베어링 레이스의 평면에 직각인 수직의 축일 수 있는 축을 중심으로 회저한다. 경화되어야 하는 레이스에 대한 소정의 경화 온도가 달성되자마자, 버너들은 꺼지며 베어링 링은 퀀칭을 위해서 오일 욕조 또는 에멀젼에 담긴다. 이러한 시스템은 현저한 단점을 가지는데, 이것은 폭발성 개스 혼합물을 조작하여야 하는 필요성과 그리고 심한 연기의 전개 때문에 베어링 링을 취급하고 작업을 수행하여야만 하는 인원에게 위험이 가해진다는 것이다. 더욱이, 가열 과정은 제한된 범위에서만 제어됨으로써 제품의 강도 특성이 적어도 부분적으로 제한될 수 있다. 특히, 요구되는 것보다 작은 경도 및, 제조된 베어링의 수명을 단축시킬 수 있는 경화된 레이스내의 보다 큰 입자를 가지는 레이스들이 형성된다는 점이 관찰된다.
일본 특허 출원 소 60-141827 에서는 베어링 링의 홈과 같은 요부안에 경화된 표면을 가진 베어링 레이스를 제조하는 공정이 설명되어 있는데, 여기에서 경화 표면층은, 베어링 레이스를 구비하는 실린더 요소를 그것의 축 둘레에서 회전시키고, 유도자와 베어링 레이스 사이에 간격을 유지하는 동안 회전과 동시에 적어도 하나의 유도자로부터의 전자기장으써 그것을 가열하고, 다음에 가열 작업 이후에 베어링 레이스에 냉각제를 분무함으로써 베어링 레이스를 퀀칭시킴으로써 형성된다.
이러한 과정은, 일정한 갭이 베어링 레이스와 유도자 사이에 제공되어 있어서, 유도자와 병치되어 있는 베어링 레이스 부분에 강력한 열의 적용이 가능하다.
그러나, 이러한 방식으로 단순하게 가열을 수행하는 것으로는, 대형 베어링을 위한 베어링 링에 대하여 제어된 방식으로 신뢰성 있게 베어링 레이스를 경화시킬 수 없다는 점이 발견되었다.
따라서 본 발명의 주된 목적은 대형 베어링을 위한 베어링의 링의 제조에 기여할 수 있는 이전에 설명된 방법을 향상시키는 것으로서, 여기에서 베어링 레이스는 링이 회전함에 따라서 가열이 점진적으로 이루어졌다는 사실에도 불구하고 베어링 링 전체를 따라서 균일하게 미세한 입자 구조 및, 경화 효과에서의 그 어떤 슬립(slip)도 없는 균일하게 높은 경도를 가지는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전체 레이스를 따라서 균일하게 높은 경도 및, 경화된 깊이의 제어로써 균일한 작은 입자 구조를 가지도록 제어된 방식으로 대형 베어링을 위한 베어링 레이스를 경화시킬 수 있는, 설명된 목적을 위한 방법을 제공하는 것이다.
도 1 은 내측의 반경 방향 베어링을 가진 베어링 링을 통한 부분적인 단면도로서 그것과 자기적으로 결합된 고리형 유도자를 도시하는데, 그에 의해서 반경 방향 레이스가 베어링 링의 폭의 단지 일부만을 구성한다고 할지라도 반경 방향 베어링 레이스는 실질적으로 베어링 링의 중심에 위치한다.
도 2 는 도 1 의 단면과 전체적으로 유사한 구현예를 통한 단면도이지만 외측 반경 방향 베어링 레이스의 경화를 나타낸다.
도 3 은 내측의 베어링 레이스를 가진 반경 방향 베어링 링의 일부를 통한 축방향 단면이다.
도 4 는 도 3 의 단면과 유사한 단면도이지만 외측의 반경 방향 베어링 레이스를 도시한다.
도 5 는 베어링 레이스의 외측 주위를 따라서 축방향 베어링 레이스에 적용된 바와 같은 방법을 나타내는 단면도이다.
도 6 은 도 5 와 유사한 단면도이지만 베어링 링의 내측 주위를 따라서 베어링 레이스의 경화를 도시한다.
도 7 은 롤러(roller) 또는 볼 케이지(ball cage)용의 지지부로서 기능하는돌기가 형성되어 있는 축방향 베어링을 통한 부분적인 축방향 단면도.
도 8 은 축방향 베어링 링을 통한 단면도로서, 여기에서 경화된 베어링 표면은 내측의 주위를 따라서 놓인 것이다.
도 9 는 3 개 열의 베어링 시스템의 일부를 통한 축방향 단면으로서 축방향 및, 반경 방향의 베어링 레이스의 경화를 도시한다.
도 10 은 베어링 링을 통한 단면도로서 노즈 링(nose ring) 형상에서 반경 방향 베어링과 축방향 베어링 레이스들중 하나의 경화를 도시한다.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >
1. 베어링 링 3. 반경 방향 베어링 레이스
6. 베어링 링 8. 내측 레이스
5. 10. 유도자 13. 18. 반경 방향 레이스
21. 링 23. 축방향 레이스
놀랍게도, 상기 목적들은 제조되어야할 표면층의 두께 또는 경화 깊이에 따라서 병치되는 베어링 레이스와 유도자 사이의 간격을 제어함으로써 달성될 수 있다는 점이 발견되었다.
보다 상세하게는, 이러한 목적들은 반경 방향 베어링 레이스에 대한 본 발명에 따라서 이루어지는데, 이것은 소위 결합 거리인 반경 방향 베어링 레이스의 표면으로부터의 유도자의 간격을 제공하여, 베어링 링의 내측 표면에 그것의 내측 가장자리를 가지는 축방향 베어링 레이스의 경우에, 경화된 층의 외측 가장자리에서의 간격이 경화된 깊이의 0.6 내지 1 배이도록, 이러한 층의 내측 가장자리에서는 경화된 층 깊이의 1.5 내지 2 배이도록, 또한 간격이 외측 가장자리로부터 외측 가장자리로 연속적으로 그리고 단조롭게 변화하도록, 그리고 축방향 베어링 레이스의내측 직경이 베어링 링의 내측 표면의 내측 직경보다 큰 경우에, 간격은 경화되는 레이스의 표면층의 경화 깊이 또는 두께의 0.6 내지 1 배이도록, 상기 거리를 조절함으로써 달성된다. 회전 베어링 링의 원주 속도는 바람직스럽게는 유도 가열 동안에 0.2 meter/second 정도인 것이 바람직스럽다.
따라서, 보다 상세하게는, 본 발명의 방법은:
(a) 반경 방향 베어링 레이스 또는 축방향의 베어링 레이스로서 선택적으로 구성된 적어도 하나의 고리형 레이스를 가진 베어링 링을 형성하는 단계;
(b) 가열하는 동안에 유지되는 표면층과 유도자 사이의 간격에 걸쳐서 표면층의 가열을 유도하도록 적합화된 유도자를 표면층과 병치시킴으로써 고리형 레이스의 표면층을 가열하는 동안에 베어링 링을 그것의 축 둘레로 회전시키는 단계;
(c) 표면층을 경화시키도록 베어링 링을 퀀칭시키는 단계; 및,
(d) 간격이,
(d1) 반경 방향 베어링 레이스에 대한 표면층의 경화 깊이(T)의 1 내지 2 배이도록,
(d2) 축방향 베어링 레이스의 외측 가장자리에서 내측 직경이 베어링 링의 내측 직경에 대응하는 축방향 베어링 레이스에 대한 표면층의 경화 깊이(T)의 0.6 내지 1 배이고, 축방향 베어링 레이스의 내측 가장자리에서 내측 직경이 베어링 링의 내측 직경에 대응하는 축방향 베어링 레이스에 대한 표면층의 경화 깊이(T)의 1.5 내지 2 배이고, 그리고 외측 가장자리와 내측 가장자리 사이에서 연속적으로 변화하며, 그리고
(d3) 축방향 베어링 레이스의 내측 직경이 베어링 링의 그것보다 큰 축방향 베어링 레이스에 대해서는 균일하게 표면층 경화 깊이(T)의 0.6 내지 1 배이도록 간격을 선택적으로 선택하는 단계;를 구비한다.
본 발명의 방법으로써, 전체 베어링 레이스에서 균일하고 슬립이 없는 경화 뿐만 아니라, 이전의 공지된 방법에 비교하여, 경화 과정의 기간이 현저하게 단축된다.
본 발명의 특징에 따르면, 특히 경화된 표면층이 경화되지 않아야하는 베어링 링의 영역에 근접하여 놓일 때, 베어링 링에는 유도자로 가열하기 이전에 양각(relief), 단형(setback) 또는 요부(recess)가 제공될 수 있어서 이것이 경화되어야 하는 영역을 경화되지 않아야하는 근접 영역으로부터 분리시킨다. 따라서, 표면층의 경화시에, 양각 또는 단형은 유도자에 의한 인접 영역의 가열을 방지한다.
경화되어야 하는 베어링 레이스는 주목되는 바와 같이 반경상의 베어링 레이스 또는 축방향 베어링 레이스일 수 있다. 반경 방향의 베어링 레이스는 베어링 회전축의 반경 방향으로 부하를 받도록 의도되며, 이것이 실린더형 롤러 동체와 맞물리게 되는 범위까지 실린더형 표면으로서 형성될 수 있다.
축방향 베어링 레이스들은 회전축의 방향에서 부하를 받도록 의도되며 회전축에 직각인 원형 링으로 형상화된 평탄한 표면에 의해 형성될 수 있다.
경화된 표면층에 근접하여, 경화되지 않을 영역이 어디에 놓일 수 있는가에 관한 결정은, 실린더형 외부 반경 방향 베어링 레이스의 경우에, 반경 방향 베어링레이스에서 동일한 직경, 보다 작은 직경, 또는 보다 큰 외측 직경을 가질 수 있는 베어링 링의 영역을 참조한다. 축방향 베어링의 경우에, 그러한 영역은 베어링 레이스보다 작은 내측 직경 또는 베어링 레이스보다 큰 직경을 가질 수 있으며 베어링 레이스와 같은 평면에 놓일 수 있거나 또는 그로부터 축방향으로 역행할 수 있거나 또는 심지어는 베어링 레이스 평면의 전방으로 돌출할 수도 있다. 요부는, 표면층 깊이의 1 내지 2 배일 수 있으며 따라서 경화된 층의 두께의 1 내지 2 배일 수 있는 깊이를 가질 수 있다.
경화되어야 하는 베어링 레이스와는 별도로 경화되지 말아야하고 베어링 레이스로부터 이탈되게 단차진 인접 영역을 가진 베어링 링의 경우에, 유도자는 단차진 영역에서 베어링 링으로부터 간격을 가질 수 있는데, 단차진 영역은 경화된 층의 깊이 또는 두께의 1.5 내지 2 배와 같은 같은 갭에 의해 베어링 링으로부터 측방향으로 분리되어 있다. 이러한 간격으로써, 경화되지 않아야 하는 영역은 유도자에 의해서 영향을 받지 않고 유지될 수 있다. 다라서 유도자와 측방향으로 병치되는 표면은 축방향 베어링의 경우에 반경 방향 표면일 수 있거나 또는 반경 방향 베어링 레이스의 경우에 축방향일 수 있다.
본 발명의 방법은 유도자 및, 유도자에 대하여 베어링 링을 회전시키는 수단을 구비하는 장치로써 수행될 수 있다. 유도자는 하나 또는 그 이상의 권취부(windings)를 가질 수 있다.
상기의 목적, 특징 및, 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 다음의 설명을 읽음으로써 보다 용이하게 명백해질 것이다.
도 1 에 있어서, 외부 베어링 링(1)이 도시되어 있는데, 이것은 그 내측 표면상에 중앙의 반경 방향 레이스(3)가 형성되어 있고, 상기 레이스의 폭(b)은 이러한 베어링 링의 전체적인 축방향 폭보다 작으며, 경화되지 않고 축방향 단부면(2a, 2b)으로 이어지는 2 개의 영역(2)에 의해 측면이 이루어져 있다. 홈 또는 요부의 형태인 한쌍의 양각(relief, 4)이 베어링 레이스(3)를 경화되지 않은 영역(2)으로부터 분리한다.
베어링 레이스(3)는 경화된 깊이(T)를 가지며 양각(4)은 경화된 깊이(T)의 1 내지 2 배인 깊이(t)를 가질 수 있다. 레이스의 영역을 경화 온도까지 가열하도록, 고리형의 다중 코일 유도자(5)가 제공되며 그것의 폭은 반경 방향 레이스의 폭(b)과 대응될 수 있거나 또는 그보다 약간 작을 수 있다.
외측 직경은 경화되어야하는 반경 방향 레이스(3)의 내측 직경보다 결합 거리(a)의 2 배로 작다. 경화된 표면층은 3a 에서 표시되어 있다. 반경 방향 베어링 레이스(3)로부터의 유도자의 간격인 결합 거리(a)는 본 발명에 따라서 표면층 두께의 1 내지 2 배의 범위내에서, 즉, 경화된 깊이(T)의 1 내지 2 배의 범위내에서 유지된다.
마찬가지로, 베어링 링(6)의 내측 레이스(8)에 대하여, 즉, 대형 베어링의 내측 베어링 링에 대하여, 유도자(10)는 레이스의 경화 두께(T)의 1 내지 2 배인 거리로써 베어링 레이스(8)로부터 결합 거리(a)로 이격되어 있다. 반경 방향 베어링 레이스(8)는, 경화되지 않고 유지되며 베어링 링(6)의 단부면(7a,7b)으로 이어지는 한쌍의 영역(7) 사이에서 내측 베어링 링(6)의 축방향 폭의 중심에 위치된다.영역(7)은 도 1 의 것에 대응할 수 있는 깊이(t)를 가진 고리형 홈의 형태로 양각(9)에 의해서 베어링 레이스(6)로부터 분리된다. 유도자(10)는 베어링 링(6)의 축(A)과 동심상이며 베어링 레이스(8)의 외측 직경보다 결합 거리(a)의 두배로써 더 큰 직경을 가진다. 유도자(10)의 폭은 베어링 링(8)의 폭에 대응하거나 또는 그보다 단지 약간만 더 작다.
이러한 양쪽의 베어링 링들은 베어링 링을 그것의 축(A)의 둘레에서 회전시키면서 레이스(3 또는 8)를 경화 온도까지 가열시키고 전체 베어링 링을 그 어떤 종래의 경화 퀀칭(quenching) 공정에 의해서라도 퀀칭시킴으로써 경화될 수 있다.
도 1 및, 도 2 에 대하여 다른 예로서, 반경 방향의 베어링 레이스(3 또는 8)는 베어링 링의 중심으로부터 오프셋(offset) 될 수 있으며 단부면(2a, 2b 또는 7a, 7b)들중 하나 또는 다른 것에 이어질 수 있다. 그러한 변형의 경화를 위해서, 단지 유도자(5 또는 10)의 폭을 같은 방향에서 대응하는 양으로 증가시킬 필요가 있다.
반경 방향의 베어링 링들은 또한 도 3 및, 도 4 에 도시되어 있다. 도 3 및, 도 4 에 있어서, 반경 방향의 베어링 링들은 개별의 경화된 반경 방향 레이스(13)를 가지는 외측 링(11)과 내측 링(16)을 구비하는데, 상기 반경 방향 레이스들은 각각 개별 링의 축방향 단부(11a, 16a)에 도달하고 실질적으로 그 단부로부터 내측 방향으로 실질적으로 베어링 링의 중간까지 연장된다. 베어링 링의 중간에서 반경 방향 레이스(13,18)는, 베어링의 롤러 케이지가 의지할 수 있는 케이지 접촉부 플랜지(12 또는 17)로부터 단벽, 홈 또는 요부(14 또는 19)에 의해서 분리된다. 반경방향 레이스(13 또는 18)와 병치되어 있는 개별의 유도자(15, 20)는 도 1 및, 도 2을 참조하여 설명된 경화층의 두께(T)에 대하여 위에서 설명된 관계를 가질 수 있는 결합 거리(a)로써 그로부터 이격된다. 깊이(t)는 도 1 및, 도 2 에 대하여 설명되었던 바와 같이 T 의 1 내지 2 배일 수 있으며 유도자(15, 20)는 경화된 층의 두께(T)의 1 내지 2 배이기도 한 거리(c)로써 플렌지(12 또는 17)의 단부면(12a)으로부터 이격될 수 있다.
도 5 내지 도 8 은 축방향 베어링의 레이스와, 따라서 축방향 베어링 링의 구현예를 도시한다. 도 5 에 있어서, 예를 들면, 축방향 베어링 링(21)은 축방향 레이스(23)를 가지는데, 상기 레이스는 내측 주위(21b)를 가질 수도 있는 링(21)의 외측 실린더형 주위(21a)로 이어진다. 축방향 베어링 레이스(23)는 링(21)의 반경 방향 중간 위치로부터 외측 주위로 이어진다. 베어링 레이스(23)의 축방향 면상의 내측으로, 경화되지 않은 영역(22)이 제공되는데 이것은 축방향 베어링 레이스(23)로부터 단벽, 홈 또는 요부로써 분리된다. 베어링 레이스를 경화 온도까지 가열하도록, 베어링 레이스(23)와 같은 폭을 가진 디스크 형상의 유도자는 가열 과정 동안에 경화된 층의 두께(T)의 실질적으로 1 내지 2 배로 유지되는 결합 거리(a)에서 제공될 수 있다. 링의 회전과 함께 가열된 이후에, 링은 퀀칭될 수 있다. 요부(4)의 깊이(t) 는 도 1 및, 도 2 의 단벽의 깊이에 대응할 수도 있다.
도 6 의 베어링 링(26)은 축방향의 베어링 레이스(28)를 가지는데, 이것은 링의 중심으로부터 실질적으로 내측 주위(26b)로 이어지며, 링 동체의 중심과 외측 주위(26a) 사이의 영역은 경화되지 않는 영역(27)에 의해 형성된다. 단벽, 홈 또는요부(29)는 경화된 레이스(28)를 영역(27)으로부터 분리시킨다. 경화된 레이스(28)는 반경상의 폭(b)을 가지게 되며 이러한 영역 또는 그보다 약간 작은 영역에 걸쳐서 유도자(30)와 함께 병치되는데, 베어링 레이스와 맞서는 유도자의 표면은 원추의 지점(fulcrum)의 표면에 대응한다.
유도자는 링의 내측 주위(26b)에 근접한 외측 부분에서의 결합 거리(a2)보다 베어링 레이스(28)의 내측 부분에서 결합 거리(a1)가 작도록 형상화된다. 결합 거리(a2)는 여기에서 경화된 영역(T)의 두께의 1. 5 내지 2 배 사이의 범위이어야 하는 반면에, 결합 거리(a1)는 도 1 및, 도 2 의 것에 대응할 수 있으며, 즉, a1 의 1 내지 2 배이다. 결합 거리(a2)는, 바람직스럽게는, 거리(a1)의 2 배일 수 있으며, 경화된 영역의 외측 가장자리로부터 그것의 내측 가장자리로 단조롭게 변화할 수 있다. 깊이(t)는 T 의 1 내지 2 배일 수 있다.
도 7 및, 도 8 의 베어링 링(31, 36)은 각각 축방향의 베어링 링일 수도 있지만 외측 주위(31a)와 내측 주위(36b)로 연장된 베어링 레이스(33,38)를 각각 가진다. 이러한 베어링 링들 각각은 고리형 돌기의 형태인 케이지 접촉부(cage abutment, 32 또는 37)를 가진다. 고리형 돌기(32)는 베어링 레이스(32)의 내측으로 위치되는 반면에 고리형 돌기(37)는 베어링 레이스(38)의 외측으로 위치된다.
이러한 경우에도, 베어링 레이스(33,38)는 인접한 영역으로부터 분리되는데, 이러한 영역들은 이전에 설명된 깊이(t)의 홈, 단벽 또는 요부(34,39)들 각각에 의해서 경화되지 않는다.
베어링 레이스(33)를 가열하도록 (도 7), 같은 유도자가 도 5 의 베어링링(21)의 베어링 레이스(23)를 가열하도록 채용되었던 바와 같이 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 돌기(32)로부터의 유도자(35)의 측방향 간격(c)을 유지하도록 주의가 기울어져야만 하며, 간격(c)의 치수는 도 3 및, 도 4를 참조하여 주어진 것에 대응한다. 링(36)의 내측 주위(36b)로 이어지는 베어링 레이스(38)를 가열하도록, 도 6 에 채용된 유도자(30)와 같은 유도자(40)가 사용될 수 있으며 이것은 도 6 의 베어링 링을 참조하여 설명되었던 바와 같은 결합 거리(a1, a2)를 가진다.
도 9 는 회전축(A)을 가진 3 개 열의 롤러 베어링(41)을 도시하는데, 이것은 지지링(43)과 홀더 링(holder ring, 42)을 구비한 내측 링과, 오너 링 또는 노즈 링(44)을 포함한다. 노즈 링은 가열이 어떻게 축방향 및, 반경 방향 레이스 표면에 대하여 이루어지는지를 나타내도록 도 10 에 다시 2 개의 유도자와 관련하여 도시되어 있다.
지지 링(43)과 홀더 링(42)은 각각 보어(bore, 46 또는 46')를 가지며, 베어링을 조립하도록 보어들이 정렬될 때 보어를 통해서 볼트들이 삽입될 수 있다. 3 개 열의 롤러들은 52, 53 및, 54에서 도시되어 있는데, 롤러들(52, 54)은 축방향 베어링 롤러들을 형성하고 롤러(53)들은 베어링의 반경 방향 베어링 롤러들을 형성한다.
볼트는 또한 회전될 수 있거나 정지 상태일 수 있는 구조에 대하여 베어링 링을 고정시킬 수 있으며 그러한 구조에 대하여 베어링은 저널(journal)을 형성한다. 노즈 링(44)도 축(A)에 평행한 보어(45)를 가지며 노즈 링을 인접하는 구조에 부착시키도록 볼트를 수용할 수 있다.
내측 레이스에 대한 하부 링으로서 도시된 지지 링(43)이, 도 4 의 외측 베어링 레이스(18)와 같이, 하나의 축방향 베어링 레이스(49)와 하나의 반경 방향 베어링 레이스(48)를 가지는 반면에, 홀더 링(42)은 도 7 의 베어링 레이스(33)와 같이 하나의 축방향 베어링 레이스(47)를 가진다.
노즈 링(44)에는 하나의 내측 반경 방향 레이스(51)와 상부 및, 하부 축방향 베어링 레이스(50)가 형성되어 있는 고리형 돌출부가 제공된다. 깊이(t)의 홈 또는 단벽(59)의 중간을 통하여 베어링 레이스(50)와 접하는 고리형 영역(56)은 케이지 접촉부(cage abutment)일 수 있으며 경화되지 않는다. 축 방향 및, 반경 방향 레이스들은 모두 도 1 내지 도 8 에 도시된 시스템에 의해서 경화된다. 롤러(52,53,54)들이 자유로운 것으로 도시되었지만. 실제에 있어서 이들은 항상 표면(56)과 홀더 링(43,42) 및, 지지부상의 대응 표면 사이에 위치되어 도시되지 않은 개별의 롤러 케이지(roller cage)안에 수용될 것이다.
더욱이, 도 10 이 도시하는 바와 같이, 단벽 또는 홈(59, 59a, 59b 및, 59c)(도 9)은 모두 인접하는 베어링 레이스 경화층의 두께(t)의 1 내지 2 배인 깊이(t)를 가질 수 있다. 유사한 단벽이 베어링 레이스(51)에 근접하여 도면 번호 58 에 제공될 수 있다.
롤러 베어링(41)의 베어링 레이스 모두를 가열하는 것은 이미 설명된 바와 같이 수행될 수 있는데, 여기에서 베어링 링은 예를 들면 베어링 레이스(51)에 대한 유도자(60)이거나, 또는 단지 개략적으로 도면 번호 60 및, 61 로 표시된 유도자와 같은 개별의 유도자에 대하여 회전되어, 베어링 레이스와 유도자 사이의 갭폭을 이전에 설명된 바와 같이 a, a1 및, a2 의 값으로 유지하면서 레이스의 표면층을 요구되는 두께(T)로 경화시키도록 베어링 링의 퀀칭시에 충분한 온도로 가열된다. 퀀칭은 오일 욕조에서 이루어질 수 있다.
본 발명은 베어링 링의 레이스를 퀀칭하여 경화시키는데 유리하다.

Claims (4)

  1. (a) 반경 방향 베어링 레이스 또는 축방향의 베어링 레이스로서 선택적으로 구성된 적어도 하나의 고리형 레이스를 가진 베어링 링을 형성하는 단계;
    (b) 가열하는 동안에 유지되는 표면층과 유도자 사이의 간격에 걸쳐서 표면층의 가열을 유도하도록 적합화된 유도자와 표면층을 병치시킴으로써, 고리형 레이스의 표면층을 가열하는 동안에 베어링 링을 그것의 축을 중심으로 회전시키는 단계;
    (c) 상기 표면층을 경화시키도록 상기 베어링 링을 퀀칭시키는 단계; 및,
    (d) 간격이,
    (d1) 반경 방향 베어링 레이스에 대해서 상기 표면층의 경화 깊이(T)의 1 내지 2 배이도록,
    (d2) 상기 축방향 베어링 레이스의 외측 가장자리에서, 내측 직경이 베어링 링의 내측 직경에 대응하는 축방향 베어링 레이스에 대한 표면층의 경화 깊이(T)의 0.6 내지 1 배이고, 축방향 베어링 레이스의 내측 가장자리에서 내측 직경이 베어링 링의 내측 직경에 대응하는 상기 축방향 베어링 레이스에 대한 상기 표면층의 경화 깊이(T)의 1.5 내지 2 배이고, 그리고 외측 가장자리와 내측 가장자리 사이에서 연속적으로 변화하며, 그리고
    (d3) 내측 직경이 베어링 링의 그것보다 큰 축방향 베어링 레이스에 대해서는 균일하게 상기 표면층의 경화 깊이(T)의 0.6 내지 1 배이도록,
    선택적으로 조절하는 단계;를 구비하는 대형 롤러 베어링을 위한 베어링 링 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고리형 레이스는 경화되지 않아야 하는 상기 베어링 링의 일부에 근접하여 배치되고, 상기 방법은 상기 고리형 레이스와 경화되지 않아야 하는 인접한 영역 사이에서 단벽을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단벽은 표면층의 경화의 깊이(T)의 1 내지 2 배인 깊이(t)를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도자는 경화되지 않아야 하는 상기 베어링 링의 단계로부터 이격된 측방향의 가장자리를 가지며, 상기 방법은 상기 단계와 상기 유도자의 상기 가장자리 사이의 측방향 간격(c)을 상기 표면층의 깊이(T)의 1.5 내지 2 배에서 유지하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
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