KR20110125646A - 스터브 샤프트 및 베어링 조립체 및 그를 포함하는 컨베이어 아이들러 롤러 - Google Patents

스터브 샤프트 및 베어링 조립체 및 그를 포함하는 컨베이어 아이들러 롤러 Download PDF

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Abstract

스터브 사프트 조립체(30)는 스터브 사프트 또는 액슬(14) 및 상기 스터브 사프트 또는 액슬(14)을 회전 가능하게 지지하는 베어링 조립체를 포함하며, 스터브 사프트 또는 액슬(14)은 내측 볼 레이스들(16)을 형성하는 반경방향으로 연장하는 바디(15)를 가진 주 바디에 연결되며 한 쌍의 외측 부재들(12)은 내측 및 외측 레이스들(16,22) 사이에 배치된 볼 베어링들(13)을 가진 외측 볼 레이스들(22)을 형성한다. 다른 실시예들에서, 베어링들은 롤러 베어링들이다. 또한, 컨베이어 아이들러 롤은 적어도 일 단부에서 스터브 사프트 조립체(30)에 장착되는 관형 쉘을 포함한다.

Description

스터브 샤프트 및 베어링 조립체 및 그를 포함하는 컨베이어 아이들러 롤러{STUB SHAFT AND BEARING ASSEMBLY AND CONVEYOR IDLER ROLLER INCORPORATING SAME}
본 발명은 양방향 축방향 스러스트 로딩들 및 반경방향 로딩들이 발생되는 응용들에서 비배타적으로 특히 유용한 스터브 샤프트 또는 액슬 조립체 및 베어링 조립체에 관한 것이다. 다른 양태에서 본 발명은 스터브 샤프트 조립체를 포함하는 컨베이어 아이들러 롤에 관한 것이다.
종래의 베어링들은 순수한 반경방향 로드들, 순수한 스러스트 로드들 또는 반경방향 및 스러스트 로드들의 조합된 퍼센티지를 견디도록 설계된다. 베어링 볼들을 포함하는 단열 깊은 홈 베어링은 반경방향 로드들 및 일부 스러스트 로드들을 견딜 수 있고 증가된 스러스트 로드들을 견디도록 각진 접촉면들을 갖도록 설계될 수 있다. 또한, 볼 타입 베어링은 스러스트 로드들 만을 견디는 형태인 반면에 스트레이트 롤러 타입 베어링들은 반경방향 로드들을 견딜 수 있지만 스러스트 로드들을 견딜 수 없다. 롤러 베어링들은 테이퍼된 롤러를 갖는 형태로 되며 반경방향 또는 스러스트 로드들 또는 반경방향 및 스러스트 로드들의 조합된 퍼센티지들을 견딜 수 있지만 양방향 스러스트 로드들을 견디기에 부적합하다. 이러한 타입의 로드가 발생된 때, 반대로 테이퍼된 롤러, 축방향 접촉 볼, 및 배럴 롤러 베어링들의 조합들을 사용할 필요가 있다.
예컨대 광업 분야에서 컨베이어 벨트들을 지지할 때 사용되는 컨베이어 아이들러 롤들은 관형 바디 및 상기 바디를 통해 연장하며 베어링들에 의해 관형 바디에 대해 각 단부에 인접하게 지지되는 액슬을 포함한다. 일반적으로, 사용되는 베어링들은 종래의 마찰 감소 플레인, 앵귤러 콘택트 볼, 깊은 홈의 볼, 롤러 또는 테이퍼 롤러 베어링들이다. 또한, 분리된 스러스트 베어링들이 축 상에 배치되어 제공될 수 있으며 이 베어링들의 내측 레이스들은 축의 단차부(stepped section)의 일부로 되거나 또는 그 단차부 상에 배치되어 스러스트 칼라들, 서클립, 또는 너트들에 의해 제 위치에 고정되더나 또는 축 상으로 압입된다.
아이들러의 바디를 통해 연장하는 액슬들을 가진 종래의 아이들러 롤들은 직장 작업장 건강 및 안전 법령 하의 중량 리프팅 및 지지에 관한 사실상의 중량을 높이는 이슈들이다.
출원인이 알고 있는 한, 스터브 액슬 조립체들은 통상 컨베이어 아이들러 롤 응용에 사용되도록 되고 있진 않지만 사용된다면 그들의 축방향 길이가 베어링 정렬 제약을 수용하도록 크게 증가될 것이다. 이러한 조립체들은 백 투 백 또는 대향하는 스러스트 베어링들 및/또는 그의 조합들을 필요로 하며 양쪽 축방향 샤프트 상에 제공되는 세퍼레이터들, 스페이서 칼라들 또는 견부들, 허브/디스크 또는 둘다를 가져야 한다. 또한, 상기 베어링 유닛들은 롤링 요소들이 요구되는 로딩들을 지지하도록 허용하기 위해 장착된 때 축방향 및 반경방향 로딩들을 제어하도록 떨어져 있게 될 필요가 있다. 떨어져 있는 분리된 베어링 유닛들을 사용하면 축방향 및 반경방향 치수들이 길어지고 따라서 전체 체적이 증가하게 된다. 이러한 응용에서 사용되는 쉘프(shelf) 베어링 유닛들의 스탠다드 오프는, 상기 유닛들이 '분석(analysis)' 력들, 열 소산, 마모 특성들, 압력 왜곡 및 오염 제어를 처리해야 하기 때문에, 물리적으로 더 커지도록 요구될 것이다.
본 발명의 목적은 스터브 샤프트 조립체 및 특히 컨베이어 아이들러 롤 조립체에 사용되는 스터브 샤프트 조립체를 제공하는 것이다. 다른 양태에서, 본 발명의 목적은 종래의 컨베이어 아이들러 롤들에 비해 감소된 중량을 갖지만 종래의 아이들러 롤들의 강도 및 내구성을 희생시키지 않는 스터브 샤프트 조립체를 포함하는 컨베이어 아이들러 롤 조립체를 제공하는 것이다. 또 다른 양태에서, 본 발명의 목적은반경방향 로드들 및 양방향 스러스트 로드들을 지지하기에 적합한 상기한 타입의 스터브 샤프트 조립체에서 사용되는 개선된 베어링 조립체를 제공하는 것이다. 본 발명의 스터브 샤프트 조립체 및 베어링 조립체는 컨베이어 아이들러 롤들과 함께 사용되기에 특히 적합하지만 다른 응용들에도 적용될 수 있다. 본 발명의 다른 목적들 및 장점들은 이하의 설명에서 명백하게 될 것이다.
바람직한 제1 양태에서, 본 발명은 스터브 사프트 또는 액슬 및 상기 스터브 사프트 또는 액슬을 회전 가능하게 지지하며 반경방향 로드들 및 스러스트 로드들 양쪽을 지지하도록 된 베어링 요소들을 포함하는 베어링 조립체를 포함하는 스터브 사프트 조립체를 제공한다.
상기 베어링 요소들은 볼 베어링 요소들 또는 플레인 등의 롤러 요소들, 배럴 또는 테이퍼된 롤러들 또는 볼 및 롤러 요소들의 조합들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베어링 조립체는 한 쌍의 내측 레이스들을 가진 내측 베어링 부재, 및 한 쌍의 외측 베어링 부재들을 포함하며, 그 부재들은 각각 상기 내측 및 외측 레이스들의 외측 베어링 부재 및 상기 내측 베어링 부재 사이에 배열된 회전 가능한 또는 롤러 베어링 요소들의 세트들 및 각각의 외측 레이스들을 형성한다. 가장 바람직하게, 상기 내측 볼 레이스들 및 외측 볼 레이스들은 축방향 스러스트 로드 레이스들 및 반경방향 로드 레이스들을 형성한다.
베어링 요소들이 롤러 요소들을 포함하는 경우에, 상기 내측 레이스들은 서로에 대해 각이 져 있으며 외측 베어링 부재들은 대응하게 각이 져 있을 수 있다. 특히 바람직한 형태에서, 상기 내측 베어링 레이스들은 서로 반대 방향으로 각이 져 있으며 외측 베어링 레이스들은 대응하게 각이 져 있다. 상기 롤링 베어링 요소들은 원통형 롤러들 또는 테이퍼된 롤러들을 포함하며 상기 내측 및 외측 레이스들은 원통형 또는 테이퍼된 롤러들의 롤링 표면들에 매칭되도록 각이 져 있다. 레이스들의 표면들은 롤러들이 구를 수 있는 표면을 형성하도록 편평하며 레이스들이 각이 져 있는 경우에, 베어링 조립체는 스러스트 또는 반경방향 로드들을 지지할 수 있다. 상기 내측 베어링 레이스들 및 롤러 요소들은 서로 예각 또는 둔각으로 각이 져 있다.
다른 실시예에서, 베어링 요소들은 롤러들 또는 니들 롤러들을 포함하며 베어링 레이스들은 롤러들의 세트들이 구를 수 있는 편평한 레이스들을 형성하도록 선형 단면으로 된 환형 형태의 대향하는 레이스들의 쌍들을 포함한다. 롤러들의 회전 축들은 베어링 조립체의 중앙에서 반경방향 바깥쪽으로 연장할 수 있다. 이 형태의 베어링들은 스러스트 로드 베어링들을 형성한다. 베어링 조립체의 주 바디의 회전 축에 대해 평행하게 연장하는 그들의 회전 축들을 가진 롤러들의 다른 세트에 의해 반경방향 로드가 저항받게 된다. 상기 반경방향 로드 베어링 롤러들은 내측 베어링 부재 상의 환형 레이스 및 대향하는 외측 환형 레이스 사이에 제공되며, 레이스들의 표면들은 베어링 조립체의 주 바디의 회전 축과 동축 방향으로 되어 있다.
바람직하게, 상기 내측 베어링 부재는 외측 벽을 가진 주 바디를 포함하며 내측 레이스들은 상기 외측 벽 내에 적어도 부분적으로 또는 외측 벽에 의해 형성된다. 상기 베어링 요소들이 볼 베어링들인 경우, 상기 내측 베어링 부재는 베어링 조립체의 횡방향 평면을 따라 배열되며 주 바디에서 반경방향으로 연장하여 적절하게 그와 일체로 형성되는 환형 로드 베어링 벽을 포함한다. 상기 내측 레이스들은 환형 벽의 대향 측면들 상에 제공되며 환형 벽에 부분적으로 형성 또는 정의되어 있다.
상기 외측 베어링 부재들은 외측 레이스들에 형성된 외측 환형 컵들을 가진 환형 링 타입 부재들을 포함한다. 외측 레이스들은 스러스트 로드 레이스 및 반경방향 로드 레이스를 적절하게 형성한다. 상기 외측 베어링 부재들은 롤링 요소들이 내측 및 외측 레이스들 내의 내측 및 외측 베어링 부재들 사이에 캡쳐된 상태로 서로 대향하도록 배열된다. 외측 베어링 부재들에 대해 내측 베어링 부재들을 잘 배치하기 위한 수단이 적절하게 제공된다.
상기 스터브 샤프트 또는 액슬은 베어링 조립체의 내측 베어링 부재에 고정되며 그로부터 동축 방향으로 연장한다.
상기 스터브 샤프트 또는 액슬은 응용에 적합하도록 많은 다른 형태들로 될 수 있고 임의의 적절한 방식으로 내측 베어링 부재에 고정되거나 또는 그와 일체로 형성될 수 있다. 상기 베어링 조립체에는 내측 베어링 부재의 대향하는 측면들로 연장하는 스터브 샤프트들 또는 액슬들이 각각 제공되며, 대향하는 스터브 샤프트들 또는 액슬들이 내측 베어링 부재에 고정되거나 또는 내측 베어링 부재와 일체로 형성된다.
상기 내측 베어링 부재는 그와 일체로 형성됨에 의해 샤프트 또는 다른 회전 가능한 부재의 부분을 형성하거나 또는 부분적으로 형성한다. 이와 다르게, 상기 내측 베어링 부재는 축에 장착되며 이 목적을 위해 내측 베어링 부재를 통해 돌출하는 축을 수용하기 위한 동축방향 보어가 제공될 수 있다. 하나 또는 양쪽 외측 베어링 부재들이 내측 베어링 부재에 대해 회전하도록 배열된 하우징 또는 하우징들 또는 다른 부재들 또는 내측 베어링 부재를 지지하는 축 또는 다른 회전 가능한 부재의 부분으로서 형성될 수 있다. 따라서, 외측 베어링 부재들 중 하나가 베어링 하우징 내에 형성된 외측 레이스에 의해 형성되며 다른 외측 베어링 부재는 베어링 하우징과 결합 가능한 리테이너에 형성된 외측 레이스에 의해 형성될 수 있다.
상기 스터브 샤프트 조립체의 스터브 샤프트 또는 액슬은 응용에 적합하도록 많은 다른 형태들로 될 수 있고 그와 일체로 형성되는 임의의 적절한 방식으로 내측 베어링 부재에 고정될 수 있다. 또한, 상기 베어링 조립체에는 내측 베어링 부재의 대향하는 측면들로 연장하는 스터브 샤프트들 또는 액슬들이 각각 제공되며, 대향하는 스터브 샤프트들 또는 액슬들이 내측 베어링 부재에 고정되거나 또는 내측 베어링 부재와 일체로 형성된다.
다른 양태에서 본 발명은 중공 관형 쉘, 상기 쉘의 적어도 하나의 단부에 고정된 하나 이상의 단부 허브 또는 디스크, 및 상기 관형 쉘의 적어도 하나의 단부에 배열되어 상기 단부 허브 또는 디스크에 장착되는 전술한 타입의 하나 이상의 스터브 샤프트 조립체를 포함하며, 상기 스터브 샤프트 조립체의 샤프트 또는 샤프트들은 중공 관형 쉘과 동축 방향으로 배열되는 컨베이어 아이들러 롤을 제공한다.
일반적으로, 관형 쉘의 각 단부는 단부 허브 또는 디스크에 스웨지 연결된다.
다른 양태에서, 본 발명은 관형 롤러 부재 및 상기한 바와 같은 적어도 하나의 스터브 샤프트 조립체를 포함하는 컨베이어 아이들러 롤을 제공한다. 상기 관형 롤러 부재는 중공 관형 쉘 및 상기 쉘의 적어도 하나의 단부에 고정된 하나 이상의 단부 허브 또는 디스크를 포함하며, 상기 허브 또는 디스크는 상기 관형 쉘의 적어도 하나의 단부 내에 내측으로 배치되며 외측 환형 홈을 가지며 상기 관형 쉘의 단부는 스웨징 또는 다른 변형 수단에 의해 환형 홈으로 압입됨에 의해 상기 허브에 연결된다.
바람직하게, 상기 홈의 최외측 반경방향 환형 표면은 반경 상에서 곡선을 이루며 스웨징될 때 관형 쉘의 단부가 그 곡선을 따르게 된다. 이로써 상기 관형 쉘의 단부 및 홈의 표면 사이가 접하게 되어 컨베이어 아이들러 상의 내측으로 향하는 축방향 로드들에 대해 높은 저항을 제공하게 된다. 환형 홈의 대향하는 측면은 허브 또는 디스크의 외측면과 환형 에지를 형성하며 스웨징 중에 쉘의 단부가 상기 에지 둘레에서 변형되어 컨베이어 아이들러 상의 외측으로 향하는 축방향 로드들에 대해 높은 저항을 제공한다.
이와 다르게, 관형 쉘의 각 단부를 단부 허브/디스크에 장착 또는 고정하도록 다른 수단이 제공될 수 있다.
컨베이어 아이들러 롤에는 아이들러 롤의 캔틸레버 타입 장착을 위해 일 단부에 단일의 스터브 샤프트 조립체가 제공될 수 있다. 이와 다르게, 각 단부에 아이들러 롤을 장착하도록 롤의 대향 단부들에 스터브 샤프트 조립체들이 제공될 수 있다. 이 형태에서, 다수의 아이들러 롤러들이 단부 대 단부로 연결되어 사슬 모양 형태의 컨베이어 롤러 조립체를 형성하게 되며, 즉 일련의 컨베이어 롤러들이 각 단부에서 지지되며 곡선 형상을 따르도록 각 단부 사이에 매달려 있게 된다. 이 목적을 위해, 인접한 아이들러 롤들의 인접한 스터브 샤프트들 또는 액슬들 사이에 연결 수단이 제공된다. 상기 연결 수단은 컨베이어 롤들이 사슬 모양 형태를 채용하도록 허용하게 된다. 바람직하게, 이 목적을 위해, 상기 스터브 샤프트들 또는 액슬들은 연결 수단과 협력하도록 횡방향으로 연장하는 보어들을 가지며, 상기 보어들은 컨베이어 아이들러들의 횡방향 선회 축들을 형성한다. 상기 연결 수단은 횡방향으로 연장하는 보어들을 통해 연장하는 축들 또는 섕크들을 가진 연결 링크들을 포함한다. 상기 축들 또는 섕크들은 컨베이어 롤들에 대해 사실상 평행한 선회 축들을 형성하도록 서로 사실상 평행하게 연장하게 된다.
바람직하게, 각각의 단부 허브 또는 디스크에는 스터브 샤프트 조립체의 베어링 조립체를 수용하도록 베어링 홈이 제공된다. 상기 베어링 홈은 내부에 외측 베어링 부재를 수용하도록 베어링 조립체의 외측 베어링 부재의 외경과 거의 동일한 내경을 가진다. 외측 베어링 부재는 홈 내에 압입될 수 있다. 베어링 홈 내에 외측 베어링 부재를 보유하기 위한 리테이너 수단이 제공될 수 있다. 리테이너 수단은 상기 허브/디스크와 공동으로 작용하며 그의 외주에 인접한 외측 베어링 부재에 대해 작용한다. 바람직하게, 리테이너 수단은 홈 내의 내부 스레드들과 공동 작동하도록 외부에 스레드가 형성되어 있다. 이와 다르게, 리테이너 수단은 홈으로 압입되거나 또는 홈 내에 고정될 수 있다. 리테이너 수단은 내측 베어링 부재와 공동으로 작동하고 그 부재에 대해 밀봉하기 위한 오일 시일 수단을 포함할 수 있다. 또한, 리테이너 수단은 내측 베어링 부재와 공동으로 작동하고 그 내측 베어링 부재 또는 그의 축 연장부에 대해 밀봉하는 더스트 시일 수단을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 대체적인 배열에서, 베어링 부재들은 중량, 체적 및 제조 비용을 감소시키면서 강도 증가를 가능하게 하도록 주요 장치 허브/디스크 및 리테이너의 부분들로서 형성될 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 상기한 스터브 샤프트 조립체에서 사용되는 바와 같은 베어링 조립체를 제공한다.
본 발명은 양방향 스러스트 로딩들 및 반경방향 로딩들이 발생되는 응용들에서 특히 유용한 스터브 샤프트 또는 액슬 조립체 및 베어링 조립체를 제공한다.
본 발명을 더욱 쉽게 이해하고 실제적인 효과를 얻도록, 이제 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 첨부 도면들을 참조하게 된다. 바람직한 실시예는 주로 스터브 샤프트 또는 액슬 조립체와 관련하여 설명되었지만 그 설명은 단지 예시적인 것이며 베어링 조립체는 스터브 샤프트들 또는 액슬들이 아닌 많은 다른 응용들에서 사용될 수 있다. 도면들에서 :-
도1은 본 발명의 실시예에 따른 스터브 샤프트 조립체의 단면도,
도2는 도1의 스터브 샤프트 조립체의 측면 확대 단면도,
도3은 스터브 샤프트 조립체의 볼 베어링들 및 베어링 조립체의 외측 베어링 부재의 단부도,
도4는 베어링 조립체의 내측 베어링 부재의 단부도,
도5는 도2에 도시된 외측 베어링 부재의 영역 X의 확대도,
도6a, b 및 c는 사슬 모양 또는 슬롯 장착에서 사용되는 장착 어댑터가 제공된 내측 베어링 부재의 단부도, 측면도 및 평면도,
도7은 사슬 모양 또는 슬롯 장착에서 본 발명의 베어링 조립체와 함께 사용되는 축 연장부의 평면도,
도8은 조립될 때 도6 및 7의 스터브 샤프트 조립체의 이소메트릭도,
도9는 도8의 스터브 샤프트 조립체의 확대된 이소메트릭도,
도10은 컨베이어 아이들러 롤에 스터브 샤프트 조립체를 인가시킨 단면도,
도11은 관련된 오일 및 더스트 시일들을 가진 베어링 리테이너의 도8의 영역 Y의 확대도,
도12는 본 발명의 실시예에 따른 스터브 샤프트 조립체가 제공된 증가된 직경의 컨베이어 아이들러 롤을 나타낸 도면,
도12a는 허브/디스크 또는 아이들러 롤에 스웨지 또는 주조된, 쉘 튜브를 나타낸 도10의 영역 Z의 확대도,
도13은 장착 어댑터들의 부착을 위한 형태의 축을 가진 스터브 샤프트 조립체의 베어링 조립체의 내측 베어링 부재의 측면도,
도14a-d는 CEMA(컨베이어 장비 제조 협회) 'B' 슬롯 샤프트 장착으로부터 CEMA 'G' 장착으로 아이들러 롤의 스터브 샤프트 조립체를 전환하도록 멀티-핏 어댑터들의 세트의 측면도 및 단부도,
도14e는 아이들러 롤의 슬롯 샤프트 너트 타입 어댑터의 단면도 및 단부도,
도15는 스터브 샤프트 조립체의 다른 실시예에 결합된 컨베이어 아이들러 롤의 단면도,
도16, 17 및 18은 도15의 스터브 샤프트 조립체의 베어링 조립체의 내측 부재의 저면도, 단부도 및 평면도,
도19는 관련된 고정 너트를 가진 컨베이어 롤의 스터브 샤프트 조립체를 장착하기 위한 링크를 나타낸 도면,
도20은 대향하는 도면에서 도19의 링크의 도면,
도21은 도19 및 20의 링크의, 측면도,
도22a 및 b는 컨베이어 아이들러 롤들의 한 쌍의 대향하는 스터브 샤프트 조립체들의 스터브 액슬들 또는 샤프트들에 장착된 조립된 링크들의 평면도 및 측면도,
도23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중-단부 스터브 샤프트 조립체의 측면도,
도24는 도23에 도시된 타입의 이중-단부 스터브 샤프트 조립체의 이소메트릭 확대도,
도25는 일체의 외측 베어링 부재 또는 컵으로 형성된 컨베이어 아이들러 롤 단부 허브 또는 디스크의 단면도,
도26은 베어링 리테이너를 나타낸 도면,
도27은 스터브 샤프트 조립체의 베어링 조립체와 사용하기 위한 시일들의 그룹을 나타낸 도면,
도28은 스터브 샤프트 조립체 및 아이들러 롤러 쉘을 포함하는 컨베이어 아이들러 롤의 이소메트릭 확대도,
도29는 테이퍼된 롤러 베어링들을 가진 스터브 샤프트 조립체가 제공된 컨베이어 롤의 절반의 단면도,
도30은 도29의 스터브 샤프트 조립체의 확대도,
도31은 볼 베어링들 및 롤러 베어링들의 조합을 가진 스터브 샤프트 조립체가 제공된 컨베이어 아이들러 롤의 절반의 단면도,
도32는 도31의 스터브 샤프트 조립체의 확대도,
도33은 컨베이어 아이들러 롤의 허브 또는 디스크에 스터브 샤프트 조립체의 베어링들의 조립의 일반적인 방법의 단면도,
도34는 컨베이어 롤의 단부 허브 및 롤 쉘 사이의 연결을 나타낸 도면, 및
도35는 도9와 유사하지만 도31 및 32와 유사한 베어링 조립체를 사용하는 스터브 샤프트 조립체의 확대 이소메트릭 도면이다.
도면들 중 먼저 도1 내지 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스터브 샤프트 조립체(100)를 나타내고 있으며, 상기 스터브 샤프트 조립체(100)는 내측 베어링 부재(11), 내측 베어링 부재(11)의 대향 측들 상의 한 쌍의 대향하는 외측 베어링 부재들 또는 컵들(12) 및 외측 베어링 부재들(12) 및 내측 베어링 부재(11) 사이에 캡쳐된 일련의 베어링 볼들(13)을 포함하는 베어링 조립체(10)를 포함하고 있다. 내측 베어링 부재(11)는 외주면을 가진 내측 바디(11')를 가지며, 이 실시예의 내측 바디(11')는 베어링 조립체(10)의 일 측면 상에서 축방향으로 연장되어 보스형 연장 바디(14)를 형성하며, 상기 연장 바디는 상세하게 후술되는 바와 같이 프레임에 직접 지지되거나 또는 적절한 장착 어댑터에 부착될 수 있는 스터브 샤프트 조립체(100)의 스터브 축을 포함한다. 환형 로드 베어링 부재(15)가 바디(11') 및 상기 바디(11')의 중간의 대향하는 축방향 단부들과 일체로 형성되어 베어링 조립체(10)의 중앙의 반경방향 평면에 배열된다. 내측 베어링 부재(11) 상에 한 쌍의 볼 레이스들(16)이 제공되며 각 볼 레이스는 축방향 부하들에 대해 스러스트 면으로 작용하도록 17에서 환형 부재(15)의 부분으로 그리고 반경방향 부하들에 대해 내측 반경방향 부하면으로서 작용하도록 18에서 주 바디(11')의 외주면에 부분적으로 형성되어 있다.
각각의 외측 베어링 부재들 또는 컵들(12)은 반경방향 연장 부분(20) 및 축방향 연장 부분(21)을 가진 외측 환형 컵모양 부재(19)를 갖는 형태와 유사한 환형 링이다. 상기 부재(19)의 내측면 상 및 부분들(20,21)에 베어링 볼들(13)과 협력하는 베어링 레이스(22)가 형성되며, 상기 레이스(22)는 스러스트 단부면(23) 및 외측 반경방향 부하 레이스(24)(도5 참조)를 형성한다. 내측 베어링 부재(11) 및 외측 베어링 부재(12)들은 그들의 횡단면이 베어링 볼들(13)의 반경과 거의 동일한 반경을 가지도록 형성된다. 외측 반경방향 부하 레이스(24)는 떨어져 있는 립들(25)을 가지며 유사하게 내측 반경방향 부하 레이스는 립을 가지며 이로써 외측 베어링 부재들(12)이 그들 사이에 베어링 볼들(13)이 배치된 채로 내측 베어링 부재(11)와 조립될 때, 볼들(13)이 내측 베어링 부재(11) 및 외측 베어링 부재(12) 사이에 캡쳐된다. 내측 베어링 부재(11)의 바디(14)는 환형 외측 베어링 부재들(12) 중 하나의 중앙 구멍(8)을 통해 연장한다.
바람직한 조립 방법에서, 외측 부재들(12)은 그의 반경방향 팽창을 위해 가열되고 및/또는 내측 부재(11)는 그의 반경방향 수축을 위해 냉각됨으로써 내측 부재들(12)의 립들(26)이 외측 부재들(12)에 설치된 베어링 볼들(13)을 지나가도록 허용하게 된다.
베어링 조립체(10)는 양쪽 방향의 축방향 스러스트 부하들 및 작고 효율적인 구조에서의 반경방향 부하들에 대해 저항 또는 지지하는 스러스트 베어링의 양쪽으로 작용할 수 있다. 상기 조립체는, 회전하거나 또는 회전 요소들을 가진, 기본적인 장치 유닛들에서의 종래의 베어링 유닛들의 대부분의 타입들을 대체 또는 그들과 함께 사용될 수 있다.
외측 베어링 부재들(12)은 최소의 롤링 요소 간격들을 제어하도록 인접한 에지들 사이의 위치(도5 참조)에 제공될 수 있는 간격 심들을 갖거나 또는 갖지 않는 상태로 도1에 도시된 바와 같이 함께 타이트하게 고정된다. 외측 베어링 부재들(12)은, 상기 부재들(12)의 외측 대직경 부분에 대해 작용하는, 적절한 리테이너들에 의해 함께 보유된다. 상기 리테이너들이 대직경에서 작용하기 때문에, 튼튼한 리테이너들의 사용을 필요로 하는, 축에 인접한 영역의 소직경 상에 베어링 요소들을 보유하는 통상의 방법들에 비해 힘들이 최소화된다.
베어링 볼들(13)은 스페이서들에 의해 가두어지거나 또는 분리될 수 있다. 그러나, 볼들(13)이 케이지를 갖지 않는 것이 바람직하며 이로써 여분의 볼들 및 여분의 접촉 표면적을 허용하게 되어 더 큰 정도의 로딩(loading)들이 얻어지게 된다. 이 형태에서의 볼 대 볼 간격은 다수 평면들에서 롤링 작용을 얻게 되는 회전 작용 중에 볼들에서 최소로 됨으로써 모든 볼의 완전한 표면이 롤링 접촉을 경험하도록 허용하게 된다. 이는 볼들의 마모 패턴 접촉이 단일 평면 내로 되는 통상의 베어링과 다르다.
도6a, 6b 및 6c는 종래의 슬롯 장착 또는 쇠사슬 모양 장착에 의한 베어링 조립체(10)의 장착 시에 사용되는 샤프트 액슬 연장부(27)가 제공된 스터브 축 조립체의 베어링 조립체(10)의 내측 베어링 부재(11)를 나타내고 있다. 샤프트 액슬 연장부(27)는 내측 베어링 부재(11)에 고정 또는 그와 일체로 형성된 연장부 바디(14)와 유사한 축 어댑터(29)로부터 동축 방향으로 연장한다. 샤프트 액슬 연장부(27)는 종래의 CEMA 슬롯 장착을 위한 대향 측면들 상에 슬롯들(9)을 포함하거나 또는 사슬모양 링크에 의해 결합되기 위한 장착 보어(28)를 대체적으로 또는 추가적으로 포함한다. 도7에서, 샤프트 액슬 연장부(27)는 다른 형태이며 또한 후술되는 바와 같이 사용되는 사슬모양 링크의 섕크에 대한 장착 보어(28) 및 종래의 CEMA 슬롯 장착을 위한 대향 슬롯들(9)을 포함한다.
도6a, 6b 및 6c의 내측 베어링 부재(11)는 베어링들(13) 및 외측 베어링 부재들 또는 컵들(12)과 조립되어 도9에 확대도로 도시된 도8의 스터브 샤프트 조립체(30)를 형성한다.
도10(또한 도12a 참조)에서, 스터브 샤프트 또는 액슬 조립체(30)는 쉘 튜브(32)의 하나 또는 대향하는 단부들에 배열된 단부 허브/디스크(31)에 장착되어 컨베이어 아이들러 롤(33)을 형성하며, 단부 허브/디스크(31)는 쉘 튜브(32)의 내경과 동일한 외경의 부분(34)을 가진다. 상기 허브/디스크(31)에는 쉘 튜브(32)의 단부를 배치하는 홈(35)의 축방향 일 측면에 의해 정의된 정지 위치 견부(36) 및 상기 부분(34) 사이에 외부 환형 홈(35)이 제공된다. 쉘 튜브(32)의 단부는 단부 허브/디스크(31) 둘레에서 스웨지(swage)되거나 또는 주조되어 쉘 튜브(32)를 허브/디스크(31)에 확고하게 부착시키도록 홈(35)으로 강제로 밀고 들어가게 된다. 컨베이어 롤(33)이 각 단부에 지지되도록 요구되는 경우에 쉘 튜브(32)의 대향 단부에 유사한 배열이 제공될 수 있다. 이 배열은 튜브(32)의 축방향 단부가 홈(35)의 일 측면에 접하고 상기 축방향 단부로부터 후방으로의 튜브(32)의 단부가 각 허브(31)의 외측면 및 홈(35)의 타 측면의 교차에 의해 형성된 에지 주위에서 구부려질 때 압축 및 텐션 장착 방향들 양쪽에서의 쉘 튜브(32)의 전강도(full strength)를 허용한다. 견부(36)에서 종결하거나 또는 견부를 형성하는 홈(35)의 측면은 (도12a에서 크로스 해칭되어 도시된 언스웨지된 위치로부터) 에지(36'') 둘레의 튜브(32)의 외측 단부(32'')의 내측으로의 편향을 수용하도록 홈(35)의 대향하는 외측 에지(36'')에서 대략적인 중심이 되는 반경으로 구부려질 수 있다. 이는 도34에 더 도시되어 있다.
허브/디스크(31)에는 홈(37)으로 압입될 외측 베어링 부재들(12)을 수용하도록 외측 베어링 부재들 또는 컵들(12)의 외경과 거의 동일한 내경의 내측 보어 베어링 홈(37)이 더 제공된다. 베어링 조립체(10)를 홈(37)의 제 위치에 보유하도록 베어링 리테이너(38)가 제공된다. 도11에 더 명확하게 도시된 바와 같이 베어링 리테이너(38)는 베어링 홈(37)의 타 단부 (40)에서 스레드, 압입 또는 스웨지 결합되며 바디(14)의 외측면에 대해 밀봉되는 오일 시일(42)을 수용하도록 그의 내측 에지 상에 환형 홈(41)을 가지는 환형 바디(39)를 포함한다. 또한, 상기 바디(14)의 외측면에 대해 밀봉되는 오일 시일(42)의 외측으로 바디(39)의 내측 에지 상에 더스트 시일(43)이 제공된다. 더스트 시일(43)은 윤활 유지의 제어 시에 시일(42)과 통합되거나 또는 그 시일을 보조하도록 설계될 수 있다. 베어링 리테이너(38)의 외측 상에 절두 원추형 캡의 형태로 외부 물 또는 먼지 오염 디플렉터 시일(44)이 제공될 수 있다. 내측 베어링 부재(11) 및 상기 바디(14) 사이의 견부에 대한 시일에 대향하도록 오일 시일(42)에 인접하게 오-링 시일(1) 등이 제공된다. 오-링 시일(2)은 외측 베어링 부재들 또는 컵들(12) 및 리테이너(38) 사이에 밀봉부를 제공한다. 리테이너(38)는 대직경 외측 베어링 부재(12)에 대해 작용하며 이는 리테이너(38) 상의 접촉 면적 위의 축방향 로딩들이 감소됨을 의미한다.
쉘 튜브(32)는 단부 허브/디스크(31)와 결합하도록 소성 변형 가능하거나 또는 주조 가능한 재료들을 이용하여 여러 직경들 및 벽 두께로 될 수 있다. 도12에서, 단부 허브/디스크(47)는 쉘 튜브(32')와 같이 직경이 증가되어 있지만, 베어링 조립체(10)는 상기한 바와 동일한 방식으로 단부 허브/디스크(47)의 베어링 홈(37')에 보유되며 쉘 튜브(32')는 종전과 같이 그리고 도12a에 도시된 바와 같이 단부 허브/디스크(47)에 주조되도록 스웨지된다. 또한, 허브/디스크(31)는 중량 감소 및 제조의 편의를 위해 도12에 점선으로 도시된 바와 같이 절단될 수 있다. 크림프 스웨징 또는 주조 후이지만 베어링들 및 시일들이 결합되기 전에 부식 페인트가 도포될 수 있다.
도13은 축 연장 바디(14)를 포함하는 베어링 조립체(10)의 내측 베어링 부재(11)를 나타내고 있으며 바디(14)의 축에 평행하게 연장하며 바디(14)로 드릴링되거나 또는 스레드되는 다수의 배치 구멍들(50)이 제공된다. 이 형태는 상기 바디(14)의 단부면 장착을 예컨대 컨베이어의 측판들 또는 프레임들을 통해 구멍들(50)로 볼트 또는 나사 조임에 의해 하도록 허용한다. 이와 다르게, 상기 바디(14)는 예컨대 도14a-d에 도시된 타입의 여러 가지 장착 어댑터들(45)로 결합될 수 있다. 장착 어댑터들(45)은 종래의 CEMA(컨베이어 설비 제조 협회) 'B' 슬롯 샤프트 장착에서 CEMA 'G' 장착까지 사용되도록 연장 바디 또는 축(14)을 가진 스터브 샤프트 조립체(100)를 전환하기 위한 바디(14)의 구멍들(50) 및 어댑터들(45)의 정렬된 구멍들을 통해 결합된 적절한 체결구들에 의해 바디(14)에 고정될 수 있다. 도14e의 어댑터(45)는 예컨대 도7의 축(27)과 결합되어 그러브 나사에 의해 고정되는 슬롯 샤프트 육각 너트 타입 어댑터를 포함한다. 다음, 어댑터(45)는 컨베이어 아이들러 롤의 프레임 장착부에 종래의 방식으로 지지된다.
도16은 도10을 참조하여 전술한 바와 유사한 컨베이어 아이들러 롤(48)의 단부를 나타내고 있다. 도1 및 2를 참조하여 기술된 것과 동일한 타입인 베어링 조립체(10)는 바디(14)의 구멍들(50)로 스크류/핀 체결구들(50')에 의해 고정될 수 있는 장착 어댑터(49)를 지지하는 내측 베어링 부재(11)로부터 연장하는 바디 또는 스터브 샤프트(14)를 포함한다. 상기 어댑터(49)는 사슬 모양 링크 시스템을 이용하는 롤(48)을 장착하도록 내측에 횡방향 보어(52')를 가진 장착부(52)를 지지한다. 장착 어댑터(49) 및/또는 연장부들은 내측 베어링 부재(11)와 일체로 형성될 수 있다. 도10에서와 같은 절두원추형 캡 시일(44)은 물 및 먼지 오염 시일로서 작용하며 (48)의 단부 허브/디스크의 베어린 홈에 결합된 베어링 리테이너를 밀봉하며 또한 바디(14)의 외측 원통형 면을 밀봉한다.
이제 도19-21을 참조하면, 사슬 모양 형태의 컨베이어 아이들러 롤러들을 연결하기 위한 링크(53)가 도시되며, 상기 롤러들은 인접한 단부들에서, 장착 보어(28) 또는 (52')를 가진 도6, 7 및 15-17에 도시된 타입의 장착 어댑터들(27) 또는 (52)을 가진 스터브 샤프트 조립체들과 결합된다. 상기 링크(53)는 일 단부에 보어(55)를 가진 주 아암(54) 및 상기 아암(54)의 타 단부에서 보어 축에 평행하게 연장하는 섕크(56)를 포함하는 크랭크 형태로 되어 있다. 섕크(56)는 너트와 나사 결합하도록 조여질 수 있고 또는 이와 다르게 핀 또는 골진 고정 와셔 또는 리테이너들에 연결하도록 핀 또는 핀 구멍이 제공될 수 있다. 링크들(53)의 쌍들은 서로 대향하게 배열되며 링크(53)의 섕크 또는 축(56)은 섕크(56)로의 너트(57)에 의해 그에 부착되도록 반대 링크(53)의 보어(55)를 통과한다. 또한, 섕크들(56)은 장착 축들(27)의 장착부들(52) 또는 보어들(28)의 보어들(52')을 통과하여 컨베이어 아이들러 롤의 단부에 장착된 각각의 베어링 조립체의 내측 베어링 부재(11)의 어댑터(52/58)가 도22에 도시된 바와 같이 링크들(53)에 캡쳐된다. 그러나, 어댑터들(52/58) 및 부착된 베어링 조립체들(10) 및 그와 관련된 아이들러 롤러들(48)은 그들이 사슬 모양 형태를 채용하도록 서로에 대해 각진 그들의 길이방향 축들을 가지도록 도22b에서 양방향 화살표로 나타낸 바와 같이 롤러들(48)의 길이방향 축에 대해 거의 수직하게 연장하는 섕크들(56)의 축들을 중심으로 제한적으로 선회 운동하도록 된다. 롤러들(48)의 선회 운동은 서로 평행하게 연장하는 섕크들(56)의 축에 의해 정의된다.
도23은 대향 스터브 축들이 중앙 베어링 조립체(10)의 대향 측면들 상에 제공된 본 발명에 따른 스터브 샤프트 조립체의 다른 형태를 나타내고 있다. 이 형태에서 내측 베어링 부재(11')에는 바디들(14)의 형성 부분 상에 장착된 어댑터들(52)을 가진 더블 스터브 샤프트 조립체를 정의하는 대향하는 측면들 상에 연장 바디들 또는 축들(14)이 제공된다. 내측 베어링 부재(11')는 환형 부재(15)의 양 측면상의 베어링 볼들(13) 및 상기 부재(15)의 대향 측면들 상의 외측 베어링 부재들(12)과 함께 조립된다. 따라서, 이 형태의 베어링 조립체는 특수 컨베이어 응용들에서 사용되도록 도23에 (점선으로 도시된) 휠-타입 아이들러를 지지할 수 있다.
외측 베어링 부재들 또는 컵들(12)은 상기한 바와 같이 분리형 부재들로 되거나 또는 이와 다르게, 적어도 하나의 외측 베어링 부재들 또는 컵들(12)이 베어링 조립체에 의해 지지될 바디와 일체로 형성될 수 있다. 도25는 외측 베어링 부재들 또는 컵들(12) 중 하나가 일체로 형성된 컨베이어 아이들러 롤의 개조된 단부 허브 또는 디스크(5)를 나타내고 있다. 따라서, 베어링 외측 레이스(22)는 허브 또는 디스크(5) 내에 일체로 형성된다. 외측 베어링 부재들 또는 컵들(12)은 도1 및 2에 도시된 타입으로 될 수 있고 제 위치로 압입 또는 조여진 리테이너(40)에 의해 허브 또는 디스크(5)의 베어링 홈(37) 내에 보유된다. 개조된 단부 허브 또는 디스크(5)는 상기한 바와 동일한 방식으로 아이들러 롤의 쉘에 고정될 수 있다. 다른 외측 베어링 부재들 또는 컵들(12)은 도26에 도시된 리테이너(6)의 부분으로서 형성될 수 있으며, 외측 레이스(22)는 리테이너(6) 내에 일체로 형성될 수 있다. 리테이너(6)는 도25에 도시된 타입의 허브(5) 또는 도10 및 12의 허브들(32) 또는 (32')에서 전과 같이 베어링 홈(37)으로 압입 또는 조여질 수 있다.
도26은 환형 베어링 리테이너들(39)의 두 개의 다른 형태들을 나타내며, 그의 외측면은 베어링 홈에 나사 조임 결합하도록 스레드 형태로 되거나 또는 베어링 홈에 압입되도록 편평하게 될 수 있다.
도27은 베어링 조립체(10) 및 리테이너(39)와 연결 시에 사용될 수 있는 시일들의 다른 형태들을 나타내고 있다. 시일들(1,2)은 오-링 또는 링 시일들을 포함하며, 시일들(42)은 윤활 오염에 대한 밀봉부로서 작용하는 내부 시일들이며, 시일들(43)은 먼지 시일들이다. 시일(44)은 외부 디플렉터 오염 실드를 포함한다.
도28은 링크들(53)을 통한 사슬 모양 장착을 위한 어댑터들(45) 중 하나 및 컨베이어 아이들러의 쉘 튜브들(32)과 관련된 스터브 샤프트 조립체(100)의 성분들의 일반적인 배열의 확대도를 나타내고 있다.
상기한 스터브 샤프트 조립체들의 실시예는 볼 베어링들을 사용하지만 테이퍼된 롤러 베어링들을 포함하는 롤러 베어링들이 사용될 수 있다. 따라서, 내측 볼 레이스들(17)은 롤러 베어링들이 구를 수 있는 표면들을 형성하도록 편평하며 대향하는 외측 레이스들(22)은 편평한 레이스들을 포함할 수 있다. 따라서, 롤러들이 반경 방향으로 연장하는 회전 축들을 가진 상태의 중앙 부재(15)의 대향하는 측면들 상의 편평한 레이스들(17,22) 사이에 롤러들이 제공되어, 반대의 축방향들의 스러스트 력들이 제지된다. 중앙 부재(15)에는 다른 롤러들이 구를 수 있는 그의 외측면의 편평한 레이스가 제공되며, 이 롤러들은 스터브 샤프트 조립체의 중앙 축에 대해 평행한 회전 축들을 가진다. 외측 동축 방향 베어링 부재는 중앙 부재(15) 둘레에 제공되어 그의 내측면 상에 중앙 부재의 외측면의 레이스에 대향하는 편평한 레이스를 그들 사이에 롤러들이 캡쳐된 상태로 형성할 수 있다. 따라서, 이 롤러들이 반경방향 힘들에 저항하게 된다.
도29 및 30은 도12a 및 34에서와 같이 관형 쉘(62)이 연결되어 컨베이어 아이들러 롤(63)을 형성하게 되는 단부 허브 또는 디스크(61)에 장착된 본 발명의 다른 실시예에 따른 다른 스터브 샤프트 조립체(60)의 반단면의 확대도이다. 스터브 샤프트 조립체(60)는 반대 방향들로 각이 진 대향하는 베어링 레이스들(65)을 가진 내측 베어링 부재(64)를 포함하며, 상기 베어링 부재(64)는 베어링 조립체(66)의 부분을 포함한다. 베어링 레이스들(65)은 서로 90도로 각이 지며 편평한 표면들을 가진다. 그러나, 베어링 레이스들(65)은 서로 예각 또는 둔각으로 될 수도 있다. 또한, 베어링 조립체(66)는 서로 각이 지며 베어링 레이스들(65)에 대향하는 외측 베어링 레이스들(69)을 형성하는 한 쌍의 환형 외측 베어링 부재들(67)을 포함한다. 내측 및 외측 레이스들(65,69) 사이에 테이퍼된 롤러 베어링들(70)이 제공된다. 레이스들(65,69) 및 롤러들(70)의 형태에 의해 베어링 조립체(66)는 축방향 스러스트 로딩들 및 반경방향 로딩들 양쪽에 대해 저항할 수 있다. 그러나, 롤러들 및 레이스들은 도29 및 30에 도시된 것과 반대의 형태로 될 수 있다. 즉, 내측 및 외측 레이스들(65,69) 및 롤러들(70)이 서로를 향해 안쪽으로 각이 질 수 있다. 외측 베어링 부재(67)는 베어링 부재(68)와 같이 베어링 허브(61)의 홈(71)에 압입되며 베어링 부재(68)는 내측 환형 홈에서, 스터브 샤프트(73)를 형성하도록 연장되는 베어링 부재(64)의 외측면에 대해 작용하는 내측 환형 시일(72)을 지지한다. 또한, 스터브 샤프트 조립체(60)는 베어링 부재(68)의 환형 외측면에 대해 밀봉하는 더스트 시일(74)을 포함하지만 이와 다르게 베어링 조립체(66)를 밀봉하도록 웨더 시일(weather seal)(75)이 제공될 수 있고, 웨더 시일(75)은 베어링 부재(68)의 단부 및 축 연장부(73)를 밀봉할 수 있는 펠트 또는 유사한 재료의 환형 밀봉 부재(76)를 가진다. 또한, 축 연장부(73)는 상기한 바와 같은 사슬 모양 연결을 위한 횡방향 구멍(77)을 포함할 수 있다.
도31 및 32에 도시된 바와 같은 컨베이어 아이들러 롤의 스터브 샤프트 조립체에서 사용되는 베어링 조립체(78)의 실시예는 부분 원형 횡단면의 대향하는 내측 볼 베어링 레이스들(80) 및 편평한 단면의 환형 외측 롤러 레이스(81)를 가진 내측 베어링 부재(79)를 포함한다. 컨베이어 아이들러 롤의 단부 허브(82)는 외측 베어링 부재를 형성하며 레이스들(80) 중 하나와 대향하는 부분 원형 단면의 외측 레이스(83)가 그의 내측 코너에 형성되어 베어링 볼들(84)이 그 사이에 캡쳐될 수 있다. 다른 환형 외측 베어링 부재(85)가 형성되며 레이스들(80) 중 다른 것과 대향하는 부분 원형 단면의 외측 레이스(86)를 가지며 그들 사이에 베어링 볼들(84)이 캡쳐된다. 볼들(84) 및 레이스들(80,83,86)에 의해 형성된 베어링은 축방향 스러스트 로딩들에 대해 저항한다.
상기 허브(82)는 레이스(81)에 대향하는 편평한 단면의 내측 환형 레이스(87)가 내측에 형성되며 원통형 롤러들(88)이 레이스들(81,87) 사이에 캡쳐된다. 이와같이 형성된 베어링이 축방향 로드들에 대해 저항한다. 베어링 부재(85)는 필요한 경우 열의 도움에 의해 도31에 도시된 바와 같이 허브(82)에 압입된다. 이와 다르게 원통형 롤러들(88)은 예컨대 부시 또는 볼 베어링 등의 임의의 롤링 또는 저마찰 베어링 요소 재료를 포함할 수 있다.
도33은 허브(82)와 베어링 부재(85)를 보유하는 다른 방법을 나타내고 있다. 이 목적의 허브(82)에는 선두의 내측 환형 팁부분(89)이 제공된다. 베어링 부재(85)를 허브(82) 내에 배치한 후에, 베어링 부재(85)를 제 위치에 보유하도록 반경방향 안쪽으로 편향시킴에 의해 팁 부분(89)을 스웨지하여 팁 부분(89)을 결합시키도록 환형 공구(90)가 허브(82)를 향해 축방향으로 이동된다.
상기 허브(82)(및 허브 61)에는 라이트 쉘(62)을 가진 컨베이어 롤러에 대해 도34에 도시된 바와 같이 로드 환형 랜드(90)가 형성된다. 따라서, 쉘(62)의 내측면은 랜드(90)의 외경과 거의 같은 내경을 가지며 이로써 쉘(62)의의 단부를 지지하는 랜드(90) 위로 쉘(62)이 힘을 가할 수 있게 된다. 그러나, 상기 허브(82)(및 허브 61)는 큰 벽두께의 쉘들(62)을 지지하기 위해 감소된 외경의 안쪽으로 계단진 랜드(91)를 가진다.
전술한 실시예들에서와 같이, 도34의 허브(61)(및 81)에는 도12a에서와 같이 환형 홈(92)이 제공되며 쉘(62)의 단부가 구부려진 리딩 단부(93)로 스웨지되거나 또는 쉘(62)의 단부(94)를 홈(92)으로 넣도록 안쪽으로 힘을 가하게 된다. 이 위치에서, 쉘(62)의 환형 단부 벽이 방향 A의 축방향 로딩들에 저항하도록 홈(91)의 구부려진 리딩 단부(93)에 접하게 된다. 쉘(62)의 변형된 단부가 홈(92)의 트레일링 측의 외측 에지(95) 위로 힘을 가하므로, 방향 A에 반대 방향의 축방향 로딩들도 또한 변형된 단부(94)와 에지(95)의 협력을 통해 저항하게 된다.
도35는 도31 및 32에서 이용된 것과 유사한 스터브 샤프트 조립체(95)를 나타내고 있지만 성분들을 확대 이소메트릭 도면으로 나타내고 있다. 따라서, 도31 및 32의 조립체의 성분들과 유사한 성분들은 유사한 부호들이 주어진다. 허브(82)는 도34에서와 같이 관형 쉘과 결합하여 컨베이어 아이들러 롤을 형성한다. 이와 다르게, 스터브 샤프트 조립체(95)는 후술하는 바와 같이 다른 응용들에서 사용될 수 있다.
상기한 스터브 샤프트 조립체들의 베어링 조립체는 롤러 스케이트 휠들, 자전거 휠들, 풍차 팬들, 유동 기어들, 텐셔너 스프로켓들/롤러들, 드럼 롤러들, 그라운드 결합 공구, 엘리베이터 컨베이어 가이드 롤들, 모노/멀티 트랙 오버헤드 또는 그라운드 크레인 타입 유닛들, 머신 트랙 아이들러들, 채굴기 체인 아이들러 롤들, 트랙킹 아이들러 롤들, 충격 아이들러 롤들, 아이들러 휠 롤들, 스프로켓 또는 벨트 장력 또는 가이드 롤/휠들, 팬 휠 아이들러 디스크들, 휠 아이들러들, 트랙 아이들러 롤러들/휠들, 기어 아이들러들, 슬루 링 아이들러 트랙들, 체인 휠/롤러 아이들러들, 및 허브 아이들러 롤러/휠들 등의 많은 다른 응용들에서 사용될 수 있다. 소형 사이즈의 베어링 조립체 및 동일 사이즈 형태의 종래의 베어링들보다 큰 로딩들을 지지할 수 있는 베어링 조립체의 능력은 전체 장비 중량을 감소시키면서 고유의 강도들을 유지한다.
상기 베어링 조립체는 스터브 액슬들 또는 샤프트들을 포함하는 응용에서 주로 설명되었다. 그러나, 상기 베어링 조립체는 스터브 액슬들 또는 샤프트들이 사용되지 않는 많은 다른 응용들에서 사용될 수 있다. 따라서, 예컨대 도1-4를 참조하면, 내측 베어링 부재(11')( 및 바디14)는 종래의 베어링들의 방식에서 그들을 통해 축을 수용하도록 중앙에 구멍을 형성할 수 있다. 이와 다르게, 연장하는 바디(14)가 소거될 수 있다.
명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어들 "포함" 또는 "포함하는"은 기술된 특징들, 정수들 및 성분들의 존재를 구체화하지만 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 성분들 또는 그의 그룹을 배제하지 않도록 취해진 것이다.
상기한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예를 통해 주어졌지만, 그에 대한 모든 변화들 및 변경들도 첨부된 특허 청구의 범위에서 정의되는 바와 같이 본 발명의 넓은 범위 및 영역 내에 속하는 것으로 간주됨은 당업자들에게 명확한 것이다.
10 : 베어링 조립체
8 : 중앙 구멍
11: 내측 베어링 부재
12 : 외측 베어링 부재
13 : 베어링 볼
14 : 보스형 연장 바디
15 : 환형 로드 베어링 부재
16 : 볼 레이스
19 : 외측 환형 컵모양 부재
22 : 베어링 레이스
23 : 스러스트 단부면
24 : 외측 반경방향 부하 레이스
27 : 샤프트 액슬 연장부
29 : 축 어댑터
28 : 보어
30 : 스터브 샤프트 또는 액슬 조립체
31 : 단부 허브/디스크
32 : 쉘 튜브
35 : 홈
36 : 견부
37 : 베어링 홈
38 :베어링 리테이너
41 : 환형 홈
42 : 오일 시일
43 : 더스트 시일
100 : 스터브 샤프트 조립체

Claims (42)

  1. 스터브 사프트 또는 액슬 및 상기 스터브 사프트 또는 액슬을 회전 가능하게 지지하며 반경방향 로드들 및 스러스트 로드들 양쪽을 지지하도록 된 베어링 요소들을 포함하는 베어링 조립체를 포함하는 스터브 사프트 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베어링 요소들은 볼 베어링 요소들, 플레인, 배럴 또는 테이퍼된 롤러들 또는 그의 조합들 중 하나 이상을 포함하는 스터브 사프트 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 베어링 조립체는 한 쌍의 내측 레이스들을 가진 내측 베어링 부재, 및 한 쌍의 외측 베어링 부재들을 포함하며, 각각 상기 내측 및 외측 레이스들의 외측 베어링 부재 및 상기 내측 베어링 부재 사이에 배열된 회전 가능한 또는 롤러 베어링 요소들의 세트들 및 각각의 외측 레이스들을 형성하는 스터브 사프트 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 내측 볼 레이스들 및 외측 볼 레이스들은 축방향 스러스트 로드 레이스들 및 반경방향 로드 레이스들을 형성하는 스터브 사프트 조립체.
  5. 제3항 또는 4항에 있어서, 상기 베어링 요소들은 롤러 요소들을 포함하며 상기 내측 레이스들은 서로 각져 있으며 상기 외측 베어링 부재들은 대응하게 각이 져 있는 스터브 사프트 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 내측 베어링 레이스들은 서로 반대 방향으로 각이 져 있으며 외측 베어링 레이스들은 대응하게 각이 져 있는 스터브 사프트 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 롤링 베어링 요소들은 원통형 롤러들 또는 테이퍼된 롤러들을 포함하며 상기 내측 및 외측 레이스들은 원통형 또는 테이퍼된 롤러들의 롤링 표면들에 매칭되도록 각이 져 있는 스터브 사프트 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 내측 베어링 레이스들 및 롤러 요소들은 서로 예각 또는 둔각으로 각이 져 있는 스터브 사프트 조립체.
  9. 제3항 또는 4항에 있어서, 상기 베어링 요소들은 롤러들 또는 니들 롤러들을 포함하며 베어링 레이스들은 롤러들의 세트들이 구를 수 있는 편평한 레이스들을 형성하도록 환형 및 선형 단면의 대향하는 레이스들의 쌍들을 포함하는 스터브 사프트 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 롤러들의 회전 축들은 스러스트 로드 베어링들을 포함하도록 베어링 조립체의 중앙에서 반경방향 바깥쪽으로 연장하는 스터브 사프트 조립체.
  11. 제10항에 있어서, 반경방향 로드에 저항 또는 지지하도록 베어링 조립체의 주 바디의 회전 축에 대해 평행하게 연장하는 그들의 회전 축들을 가진 롤러들의 다른 세트를 포함하는 스터브 사프트 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 반경방향 로드 베어링 롤러들은 내측 베어링 부재 상의 환형 레이스 및 대향하는 외측 환형 레이스 사이에 제공되며, 레이스들의 표면들은 베어링 조립체의 주 바디의 회전 축과 동축 방향으로 되어 있는 스터브 사프트 조립체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 내측 베어링 부재는 외측 벽을 가진 주 바디를 포함하며 내측 레이스들은 상기 외측 벽 내에 적어도 부분적으로 또는 외측 벽에 의해 형성되는 스터브 사프트 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 베어링 요소들은 볼 베어링들이며 상기 내측 베어링 부재는 베어링 조립체의 횡방향 평면을 따라 배열되며 주 바디에서 반경방향으로 연장하는 환형 로드 베어링 벽을 포함하는 스터브 사프트 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 내측 레이스들은 환형 벽의 대향 측면들 상에 제공되며 환형 벽에 부분적으로 형성 또는 정의되어 있는 스터브 사프트 조립체.
  16. 제15항에 있어서, 상기 외측 베어링 부재들은 외측 레이스들에 형성된 외측 환형 컵들을 가진 환형 링 타입 부재들을 포함하는 스터브 사프트 조립체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 외측 베어링 부재들은 롤링 요소들이 내측 및 외측 레이스들 내의 내측 및 외측 베어링 부재들 사이에 캡쳐된 상태로 서로 대향하도록 배열되는 스터브 사프트 조립체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 스터브 샤프트 또는 액슬은 베어링 조립체의 내측 베어링 부재에 고정되며 그로부터 동축 방향으로 연장하는 스터브 사프트 조립체.
  19. 제18항에 있어서, 상기 베어링 조립체에는 내측 베어링 부재의 대향하는 측면들로 연장하는 스터브 샤프트들 또는 액슬들이 각각 제공되며, 대향하는 스터브 샤프트들 또는 액슬들이 내측 베어링 부재에 고정되거나 또는 내측 베어링 부재와 일체로 형성되는 스터브 사프트 조립체.
  20. 제18항 또는 19항에 있어서, 내측 베어링 부재는 그와 일체로 형성됨에 의해 축 또는 다른 회전 가능한 부재를 형성 또는 부분적으로 형성하는 스터브 사프트 조립체.
  21. 제18항 또는 19항에 있어서, 상기 내측 베어링 부재는 축에 장착되며 내측 베어링 부재를 통해 돌출하는 축을 수용하기 위한 축방향 보어가 제공되는 스터브 사프트 조립체.
  22. 제17항 내지 21항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 양쪽 외측 베어링 부재들이 내측 베어링 부재에 대해 회전하도록 배열된 하우징 또는 하우징들 또는 다른 부재들 또는 내측 베어링 부재를 지지하는 축 또는 다른 회전 가능한 부재의 부분으로서 형성되는 스터브 사프트 조립체.
  23. 제22항에 있어서, 외측 베어링 부재들 중 하나가 베어링 하우징 내에 형성된 외측 레이스에 의해 형성되며 다른 외측 베어링 부재는 베어링 하우징과 결합 가능한 리테이너에 형성된 외측 레이스에 의해 형성되는 스터브 사프트 조립체.
  24. 중공 관형 쉘, 상기 쉘의 적어도 하나의 단부에 고정된 하나 이상의 단부 허브 또는 디스크, 및 상기 관형 쉘의 적어도 하나의 단부에 배열되어 상기 단부 허브 또는 디스크에 장착되는 전술한 항들 중 임의의 한 항에 청구된 하나 이상의 스터브 샤프트 조립체를 포함하며, 상기 스터브 샤프트 조립체의 샤프트 또는 샤프트들은 중공 관형 쉘과 동축 방향으로 배열되는 컨베이어 아이들러 롤.
  25. 제24항에 있어서, 관형 쉘의 각 단부는 그의 반경방향 변형 또는 스웨징에 의해 상기 단부 허브 또는 디스크에 연결되는 컨베이어 아이들러 롤.
  26. 청구항 1 내지 23항 중 임의의 한 항에 청구된 하나 이상의 스터브 샤프트 조립체 및 관형 롤러 부재를 포함하는 컨베이어 아이들러 롤.
  27. 제26항에 있어서, 상기 관형 롤러 부재는 중공 관형 쉘 및 상기 쉘의 적어도 하나의 단부에 고정된 하나 이상의 단부 허브 또는 디스크를 포함하며, 상기 허브 또는 디스크는 상기 관형 쉘의 적어도 하나의 단부 내에 일체로 배치되며 외측 환형 홈을 가지며 상기 관형 쉘의 단부는 스웨징 또는 다른 변형 수단에 의해 환형 홈으로 압입됨에 의해 상기 허브에 연결되는 컨베이어 아이들러 롤.
  28. 제27항에 있어서, 상기 홈의 최외측 반경방향 환형 표면은 반경 상에서 곡선을 이루며 스웨징 또는 변형될 때 관형 쉘의 단부가 그 곡선을 따르게 되어 상기 관형 쉘의 단부가 컨베이어 아이들러 상의 내측으로 향하는 축방향 로드들에 대해 높은 저항을 제공하도록 홈의 측면에 접하게 되는 컨베이어 아이들러 롤.
  29. 제28항에 있어서, 환형 홈의 대향하는 측면은 허브 또는 디스크 환형 에지의 외측면을 형성하며 스웨징 또는 변형 중에 쉘의 단부가 상기 에지 둘레에서 변형되어 컨베이어 아이들러 상의 외측으로 향하는 축방향 로드들에 대해 저항을 제공하게 되는 컨베이어 아이들러 롤.
  30. 제24항 내지 29항 중 어느 한 항에 있어서, 컨베이어 아이들러 롤에는 아이들러 롤의 캔틸레버 장착을 위해 일 단부에 단일의 스터브 샤프트 조립체가 제공되는 컨베이어 아이들러 롤.
  31. 제24항 내지 29항 중 어느 한 항에 있어서, 각 단부에 아이들러 롤을 장착하도록 롤의 대향 단부들에 스터브 샤프트 조립체들을 포함하는 컨베이어 아이들러 롤.
  32. 아이들러 롤러들이 단부 대 단부로 연결되어 사슬 모양 형태의 컨베이어 롤러 조립체를 형성하게 되는 청구항 31에 청구된 타입의 다수의 컨베이어 아이들러 롤들을 포함하는 컨베이어 롤러 조립체.
  33. 제32항에 있어서, 인접한 아이들러 롤들의 인접한 스터브 샤프트들 또는 액슬들 사이에 연결 수단을 포함하며, 상기 연결 수단은 롤들의 횡방향으로 연장하며 컨베이어 롤들이 사슬 모양 형태를 채용하도록 허용하는 조립체.
  34. 제33항에 있어서, 상기 스터브 샤프트들 또는 액슬들은 연결 수단과 협력하도록 횡방향으로 연장하는 보어들을 가지며, 상기 보어들은 컨베이어 아이들러들의 횡방향 선회 축들을 형성하는 조립체.
  35. 제34항에 있어서, 상기 연결 수단은 횡방향으로 연장하는 보어들을 통해 연장하는 축들 또는 섕크들을 가진 연결 링크들을 포함하며, 상기 축들 또는 섕크들은 컨베이어 롤들에 대해 사실상 평행한 선회 축들을 형성하도록 서로 사실상 평행하게 연장하는 조립체.
  36. 제24항 내지 29항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 단부 허브 또는 디스크에는 스터브 샤프트 조립체의 베어링 조립체를 수용하도록 베어링 홈이 제공되는 컨베이어 아이들러 롤.
  37. 제36항에 있어서, 상기 베어링 홈은 내부에 외측 베어링 부재를 수용하도록 베어링 조립체의 외측 베어링 부재의 외경과 거의 동일한 내경을 가지는 컨베이어 아이들러 롤.
  38. 제37항에 있어서, 베어링 홈 내에 외측 베어링 부재를 보유하기 위한 리테이너 수단을 포함하는 컨베이어 아이들러 롤.
  39. 한 쌍의 내측 레이스들을 가진 내측 베어링 부재, 및 각각 내측 및 외측 레이스들의 외측 베어링 부재 및 상기 내측 베어링 부재 사이에 배열된 회전 가능한 또는 롤링 베어링 요소들의 세트들 및 각각의 외측 레이스들을 형성하는, 한 쌍의 외측 베어링 부재들을 포함하며, 상기 내측 및 외측 레이스들은 축방향 스러스트 로드 레이스들 및 반경방향 로드 레이스들을 형성하는 베어링 조립체.
  40. 제39항에 있어서, 상기 베어링 요소들은 베어링 볼들, 또는 플레인, 배럴 또는 테이퍼된 롤러들 중 하나 이상을 포함하는 베어링 조립체.
  41. 제39항 또는 40항에 있어서, 상기 내측 베어링 부재는 외측 벽을 가진 주 바디를 포함하며 내측 레이스들은 적어도 부분적으로 외측 벽 내에 또는 외측 벽에 의해 형성되는 베어링 조립체.
  42. 제41항에 있어서, 상기 내측 베어링 부재는 베어링 조립체의 중앙의 횡방향 평면에 배열되며 주 바디에서 반경방향으로 연장하는 환형 로드 베어링을 포함하며 상기 내측 레이스들은 환형 벽의 대향하는 측면들 상에 제공되며 또한 환형 벽에 부분적으로 형성 또는 정의되어 있는 베어링 조립체.
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