KR20120065355A - 볼 롤러 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외측 베어링 링(2)과 내측 베어링 링(3) 및 이들 베어링 링(2, 3) 사이에 배치된 복수의 볼 롤러(4)로 이루어진 볼 롤러 베어링(1)으로서, 볼 롤러는 외측 베어링 링(2) 안에 그리고 내측 베어링 링(3) 안에 형성된 2개의 그루브 형상 트랙(8, 9) 안에서 회전하고 서로 동일한 간격으로 베어링 케이지(10)를 통해 보유되는 볼 롤러 베어링(1)에 관한 것이다. 이 경우 베어링 케이지(10)는 윈도우 케이지로서 형성되어 있으며, 이러한 윈도우 케이지는 2개의 측면의 각진 리브들(11, 12)과, 이러한 각진 리브들(11, 12)을 서로 연결하는 복수의 포켓 브리지(13)와, 이러한 포켓 브리지(13)에 의해 서로 분리된 복수의 케이지 포켓(14)을 갖도록 형성되며, 이러한 케이지 포켓 각각은 십자 형상 홀을 가지며, 이 십자 형상 홀은 원주 방향에 대해 횡으로 배치된 자유 콘투어(15)와, 원주 방향에 대해 종으로 배치된 볼 롤러(4)의 횡단면 콘투어(16)로 형성되고, 상기 십자 형상 홀에 의해 포켓 브리지(13)의 측면 에지(17, 18)는 인접한 2개의 볼 롤러들(4)의 구름면(5)의 반경에 상응하는 호 형태의 볼 롤러(4)용 안내면(19, 20)을 갖도록 형성된다. 본 발명에 따라, 상기 포켓 브리지(13)는 측면 에지들(17, 18) 사이에 뿐만 아니라 안내면(19, 20)에도 베어링 케이지(10)의 축방향 보강을 위한 추가의 재료 프로파일링부를 가지며, 동시에 안내면(19, 20)의 재료 프로파일링부는 베어링 소음을 방지하는 감쇠 수단으로서 형성된다.

Description

볼 롤러 베어링{BALL ROLLER BEARING}

본 발명은 예를 들어, 특히 바람직하게 자동차 기어 박스의 구동축 또는 피동축을 위한 고정 베어링으로서 이용 가능한 제1항의 전제부를 형성하는 특징에 따른 단열 볼 롤러 베어링에 관한 것이다.

볼 롤러 베어링은 볼 롤러로서 형성된 특수한 구름체를 가진 구름 베어링이고, 상기 구름체는 각각 기본 구 형상에서 출발하여 이 기본 구 형상으로부터 플래트닝 가공되어 서로 나란히 배치된 2개 측면을 가지며, 이들 측면들 사이에 볼 롤러의 구름면이 각각 배치되어 있다. 이런 종류의 볼 롤러 베어링은 다양한 실시예에서 단열, 복렬, 3렬 또는 4렬 레이디얼- 또는 경사 볼 롤러 베어링으로서도 일반적으로 알려져 있으며, 한편으로는 베어링 종축에 대해 상대적으로 볼 롤러의 최대 경사를 제한하고 다른 한편으로는 원주 방향에 대해 횡방향으로 볼 롤러의 흔들림을 방지하기 위해, 상기 볼 롤러 베어링은 특수한 구름체 형상 때문에 특수한 케이지 구성들도 필요로 한다.

일반적 유형의 단열 볼 롤러 베어링은 예를 들어 본 특허 출원의 출원 시점에 아직 공개되지 않은 출원 번호 10 2008 016 977.3호의 독일 특허 출원에 이미 공지되어 있으며 실질적으로 외측 베어링 링과 내측 베어링 링 및 이들 베어링 링 사이에 배치된 복수의 볼 롤러로 이루어지고, 이 볼 롤러는 외측 베어링 링의 내측 안에 그리고 내측 베어링 링의 외측 안에 형성된 그루브 형상의 2개의 트랙 안에서 구름면을 통해 회전하고 서로 동일 간격으로 원주 방향으로 베어링 케이지를 통해 보유되어 있다. 이러한 베어링 케이지는 바람직하게 동일한 직경을 갖는, 2개의 측면의 각진 리브들과, 이러한 각진 리브들을 서로 연결하는 복수의 포켓 브리지와, 이러한 포켓 브리지에 의해 서로 분리된 복수의 케이지 포켓을 포함하는 윈도우 케이지로서 형성되어 있으며, 이러한 개별 케이지 포켓 각각은 십자 형상 홀을 갖고, 이러한 십자 형상 홀은 베어링 케이지 내로 볼 롤러를 삽입하기 위한, 원주 방향에 대해 횡으로 배치된 자유 콘투어와, 이 자유 콘투어에 통합되고 원주 방향에 대해 종으로 배치된 볼 롤러의 횡단면 콘투어로 형성된다. 이 경우, 원주 방향에 대해 횡으로 배치된 케이지 포켓의 자유 콘투어는 볼 롤러들의 횡축에 바로 배치된 단부면의 형태에 상응하는 반면, 원주 방향에 대해 종으로 배치된 케이지 포켓의 횡단면 콘투어는 볼 롤러의 횡축 위에 배치된 단부면의 형태를 가지므로, 포켓 브리지의 측면 에지는 인접한 2개의 볼 롤러들의 구름면의 반경에 상응하는 호 형태의 볼 롤러용 안내면을 갖도록 형성된다. 이러한 베어링 케이지의 제조를 위해 일반적으로 판금 스트립이 이용되고, 이러한 판금 스트립은 각진 리브의 프로파일링, 케이지 포켓의 펀칭, 원주 방향 크기로의 크로스커팅, 링으로의 컬링 및 링 단부의 용접을 통해 마무리된다.

그러나 실제로는 전술한 형태로 베어링 케이지를 제조하는 것은 기술적인 특수 문제를 수반하며 베어링 케이지의 기능은 설정된 조건에 질적으로도 완전히 상응하지 않는다. 이와 같이, 볼 롤러 베어링의 높은 충전도와, 이와 결부된 베어링 케이지 내 많은 수의 케이지 포켓에 의해, 케이지 포켓들을 서로 분리하는 포켓 브리지들이 단지 매우 좁게 형성될 수 있고, 이에 따라 단지 낮은 축방향 만곡 강도를 가질 수밖에 없게 된다. 이에 따라, 측면의 각진 리브에서 베어링 조립을 마무리하는 플랜징 시에는 포켓 브리지의 축방향 돌출이 야기되고, 이러한 축방향 돌출은 케이지 포켓 내에서 볼 롤러의 로킹을 야기하고, 마지막으로 볼 롤러 베어링의 기능 장애를 야기할 수 있다. 마찬가지로 포켓 브리지의 낮은 만곡 강도는 베어링 작동시에 케이지의 현수선(catenary)의 심한 변동을 야기할 수 있으며, 이러한 심한 변동에 의해서는 펀칭된 케이지 포켓의 날카로운 에지와 관련하여 원하지 않는 심한 베어링 소음이 야기된다.

공지된 종래 기술의 전술한 단점들에서 출발하여 본 발명의 과제는 볼 롤러 베어링의 최대로 가능한 충전도가 유지될 때, 측면의 각진 리브에서 마무리 플랜징 시에 좁게 형성된 포켓 브리지들이 축방향 돌출하는 경향이 없고 베어링 작동시에 원하지 않는 베어링 소음을 야기하지 않도록, 베어링 케이지의 구조가 형성된 볼 롤러 베어링을 설계하는 것이다.

제1항의 전제부에 따른 볼 롤러 베어링의 경우 본 발명에 있어서 상기 과제의 해결책은 포켓 브리지가 측면 에지들 사이에 뿐만 아니라 안내면에도 베어링 케이지의 축방향 보강을 위한 추가의 재료 프로파일링부를 가지며, 이와 동시에 재료 프로파일링부는 베어링 소음을 방지하는 감쇠 수단으로서 안내면에 형성되는 것이다.

이 경우, 본 발명은 원하는 재료 프로파일링부를 통해 베어링 케이지의 포켓 브리지에 포켓 기하 구조가 제공될 수 있으며, 이러한 포켓 기하 구조는 한편으로는 베어링 케이지의 현저한 축방향 보강에 작용하고, 이에 따라 측면의 각진 리브에서 마무리 플랜징 시에 발생하는 포켓 브리지의 축방향 돌출을 방지하며, 이와 동시에 케이지 포켓의 날카로운 에지를 갖는 안내면을 라운딩하고 이에 따라 원하지 않는 베어링 소음을 방지한다는 지식에 기초한다.

본 발명에 따라 형성된 볼 롤러 베어링의 바람직한 실시예 및 개선예들은 종속항들에 기술되어 있다.

본 발명에 따라 형성된 볼 롤러 베어링의 제1 실시예로서 제2항에 따라, 포켓 브리지의 측면 에지들 사이의 재료 프로파일링부는 바람직하게 종방향 중심에서 재료 프로파일링부의 표면에 제공되는 비드부로서 형성된다. 이는 특히 바람직한 것으로 입증되었는데, 비드부가 판금 스트립으로 구성된 케이지 포켓의 펀칭을 포함하는 작업 공정에서 거의 비용 변동없이 제조될 수 있기 때문이다. 또한, 이러한 비드부가 포켓 브리지의 전체 길이에 걸쳐 연장되지는 않고, 측면의 각진 리브들을 향한 포켓 브리지의 전이 영역에서 양측면으로 단부를 형성할 때 장점이 제공되는데, 이는 측면의 각진 리브에서 베어링 조립을 마무리하는 플랜징을 위한, 이러한 전이 영역에서 재차 요구되는 탄성이 유지될 수 있기 때문이다. 그러나, 이러한 비드부를 포켓 브리지의 하부측에 제공하고 그리고/또는 포켓 브리지의 종방향 중심 외부에 배치하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명에 따라 형성된 볼 롤러 베어링의 바람직한 제2 실시예는 제3항에 따라, 포켓 브리지의 안내면에서의 재료 프로파일링부는 안내면에 성형된 추가 재료편의, 반경 방향 외부로 배향된 플랜지로서 형성된다. 마찬가지로 이러한 재료편은 판금 스트립으로 구성된 케이지 포켓의 펀칭에 의해 제조되고 이에 따라 마찬가지로 거의 비용 변동이 없다. 케이지 포켓의 안내면의, 이러한 재료편에 의해 제조되는 플랜지는 베어링 케이지의 포켓 브리지를 추가로 축방향 보강하는데 기여하는 동시에, 안내면에 강도가 형성됨으로써 그리고 안내면이 라운딩되도록 프로파일링됨으로써 이러한 포켓 브리지가 베어링 작동시 볼 롤러가 앞뒤로 구를 때 발생하는 베어링 소음을 방지하는 감쇠 수단으로서 작용하는 추가의 장점을 갖는다.

본 발명에 따라 형성된 볼 롤러 베어링의 바람직한 실시예는 첨부 도면들을 참조로 하기에 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따라 형성된 볼 롤러 베어링의 입체 전체도.
도 2는 본 발명에 따라 형성된 도 1의 볼 롤러 베어링의 입체형 횡단면도.
도 3은 도 4에 있어서 본 발명에 따라 형성된 볼 롤러 베어링의 베어링 케이지를 A - A에 따라 절개한 단면도.
도 4는 도 3에 있어서 본 발명에 따라 형성된 볼 롤러 베어링의 베어링 케이지를 B - B에 따라 절개한 단면도.
도 5는 도 3에 있어서 본 발명에 따라 형성된 볼 롤러 베어링의 베어링 케이지의 X 부분 확대도.

도 1 및 도 2에 명료하게 도시된 볼 롤러 베어링(1)은 실질적으로 외측 베어링 링(2)과 내측 베어링 링(3) 및 이들 베어링 링(2, 3) 사이에 배치된 복수의 볼 롤러(4)로 이루어지고, 이 볼 롤러는 외측 베어링 링(2)의 내측(6) 안에 그리고 내측 베어링 링(3)의 외측(7) 안에 형성된 2개의 그루브 형상 트랙(8, 9) 안에서 구름면(5)을 통해 회전하며 원주 방향으로 서로 동일 간격으로 베어링 케이지(10)를 통해 보유되어 있다. 이 경우 베어링 케이지(10)는, 도 3과 도 4에 도시된 것처럼, 윈도우 케이지로서 형성되어 있으며, 이러한 윈도우 케이지는 동일한 직경을 갖는, 2개의 측면의 각진 리브들(11, 12)과, 이러한 각진 리브들(11, 12)을 서로 연결하는 복수의 포켓 브리지(13)와, 이러한 포켓 브리지(13)에 의해 서로 분리된 복수의 케이지 포켓(14)을 갖도록 형성된다. 이 경우, 베어링 케이지(10)의 개별 케이지 포켓(14) 각각은 십자 형상 홀을 가지는 것을 알 수 있으며, 이 홀은 도 4에 도시된 것처럼, 베어링 케이지(10) 내로 볼 롤러(4)를 삽입하기 위한, 원주 방향에 대해 횡으로 배치된 자유 콘투어(15)와, 이 자유 콘투어에 통합되고 원주 방향에 대해 종으로 배치된 빗금으로 표시된 볼 롤러(4)의 횡단면 콘투어(16)로 형성되므로, 포켓 브리지(13)의 측면 에지(17, 18)는 인접한 2개의 볼 롤러들(4)의 구름면(5)의 반경에 상응하는 호 형태의 볼 롤러(4)용 안내면(19, 20)을 갖도록 형성된다.

또한, 도 4 및 도 5에는 포켓 브리지(13)가 측면 에지들(17, 18) 사이에 뿐만 아니라 안내면(19, 20)에도 추가의 재료 프로파일링부를 갖는다는 것이 도시되어 있으며, 이러한 추가의 재료 프로파일링부는 베어링 케이지(10)의 축방향 보강을 위해 제공되며 베어링 소음을 방지하는 감쇠 수단으로서 제공된다. 이 경우, 포켓 브리지(13)의 측면 에지들(17, 18) 사이의 재료 프로파일링부는 종방향 중심에서 재료 프로파일링부의 표면(21)에 제공되는 비드부(22)로서 형성되는 것이 명확하게 도시되며, 이러한 비드부는 도 4에 도시된 것처럼, 포켓 브리지(13)의 전체 길이에 걸쳐 연장되지는 않고, 측면의 각진 리브들(11, 12)을 향한 포켓 브리지(13)의 전이 영역에서 양측면으로 단부를 형성하므로, 측면의 각진 리브(11, 12)에서 베어링 조립을 마무리하는 플랜징을 위한, 이러한 전이 영역에서 요구되는 탄성을 얻는다. 반면, 포켓 브리지(13)의 안내면(18, 19)에서의 재료 프로파일링부는 안내면(19, 20)에 성형된 추가 재료편의, 반경 방향 외부로 배향된 플랜지(23, 24)로서 형성되며, 이러한 재료편은 베어링 케이지(10)의 포켓 브리지(13)를 추가로 축방향 보강하는데 기여하는 동시에, 안내면(18, 19)에 강도가 형성됨으로써 그리고 안내면이 라운딩되도록 프로파일링됨으로써 이러한 포켓 브리지가 도 5에 파선으로 표시된 볼 롤러(4)가 앞뒤로 구를 때 베어링 내에서 발생하는 베어링 소음을 방지하는 감쇠 수단으로서 작용하는 추가의 장점을 갖는다.

1 볼 롤러 베어링
2 외측 베어링 링
3 내측 베어링 링
4 볼 롤러
5 구름면
6 2의 내측
7 3의 외측
8 6에서 트랙
9 7에서 트랙
10 베어링 케이지
11 각진 리브
12 각진 리브
13 포켓 브리지
14 케이지 포켓
15 14에서 자유 콘투어
16 14에서 4의 횡단면 콘투어
17 13의 측면 에지
18 13의 측면 에지
19 17의 안내면
20 18의 안내면
21 13의 표면
22 21 내의 비드부
23 19의 플랜지
24 20의 플랜지

Claims (3)

1. 실질적으로 외측 베어링 링(2)과 내측 베어링 링(3) 및 이들 베어링 링(2, 3) 사이에 배치된 복수의 볼 롤러(4)로 이루어진 볼 롤러 베어링(1)이며, 볼 롤러는 외측 베어링 링(2)의 내측(6) 안에 그리고 내측 베어링 링(3)의 외측(7) 안에 형성된 2개의 그루브 형상 트랙(8, 9) 안에서 구름면(5)을 통해 회전하고 원주 방향으로 서로 동일한 간격으로 베어링 케이지(10)를 통해 보유되며,
   베어링 케이지(10)는 윈도우 케이지로서 형성되어 있으며, 상기 윈도우 케이지는 동일한 직경을 갖는, 2개의 측면의 각진 리브들(11, 12)과, 이러한 각진 리브들(11, 12)을 서로 연결하는 복수의 포켓 브리지(13)와, 이러한 포켓 브리지(13)에 의해 서로 분리된 복수의 케이지 포켓(14)을 갖도록 형성되고, 상기 개별 케이지 포켓 각각은 십자 형상 홀을 가지며, 상기 십자 형상 홀은 베어링 케이지(10) 내로 볼 롤러(4)를 삽입하기 위한, 원주 방향에 대해 횡으로 배치된 자유 콘투어(15)와, 이 자유 콘투어에 통합되고 원주 방향에 대해 종으로 배치된 볼 롤러(4)의 횡단면 콘투어(16)로 형성되며, 상기 십자 형상 홀에 의해 포켓 브리지(13)의 측면 에지(17, 18)는 인접한 2개의 볼 롤러들(4)의 구름면(5)의 반경에 상응하는 호 형태의 볼 롤러(4)용 안내면(19, 20)을 갖도록 형성되는 볼 롤러 베어링에 있어서,
   상기 포켓 브리지(13)는 측면 에지들(17, 18) 사이에 뿐만 아니라 안내면(19, 20)에도 베어링 케이지(10)의 축방향 보강을 위한 추가의 재료 프로파일링부를 가지며, 동시에 안내면(19, 20)의 재료 프로파일링부는 베어링 소음을 방지하는 감쇠 수단으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 롤러 베어링.
2. 제1항에 있어서, 포켓 브리지(13)의 측면 에지들(17, 18) 사이의 재료 프로파일링부는 바람직하게 종방향 중심에서 재료 프로파일링부의 표면(21)에 제공되는 비드부(22)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 롤러 베어링.
3. 제1항에 있어서, 포켓 브리지(13)의 안내면(18, 19)에서의 재료 프로파일링부는 바람직하게 반경 방향 외부로 배향된 플랜지(23, 24)로서, 안내면(19, 20)에 맞게 성형된 추가 재료편에 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 롤러 베어링.

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