KR20130094743A

KR20130094743A - 저마찰의 구름 베어링용 스페이서

Info

Publication number: KR20130094743A
Application number: KR1020130015108A
Authority: KR
Inventors: 시릴 보론; 진-밥티스테 마그니; 파스칼 오비제
Original assignee: 아크티에볼라게트 에스케이에프
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2013-08-26
Also published as: JP2013167357A; CN103256308A; US8845204B2; CN103256308B; EP2628966B1; US20130216173A1; EP2628966A1

Abstract

스페이서는 내부 링, 외부 링 및 링 상에 제공된 가이드 표면과 레이스웨이 사이에 배치된 하나 이상의 열의 접촉 롤러를 포함하는 구름 베어링에 대해 적합하다. 상기 스페이서는 서로 대향하는 마주보는 제1 및 제2 부분(11, 12) 및 상기 부분에 연결되고 제1 부분과 제2 부분 사이에서 가로방향으로 연장되는 제1 측면 부분(13)을 포함한다. 제1 및 제2 부분(11, 12)과 제1 측면 부분(13)은 접촉 롤러를 수용하도록 구성된 포켓(15)을 획정하며, 제1 및 제2 부분은 각각 상기 롤러의 단부 면과의 접촉 표면(11a, 12a)을 포함하고, 제1 및 제2 부분(11, 12)은 각각 내부 및 외부 링들 중 하나와의 접촉 표면을 가지며 외측을 향하여 연장되는 돌출 수단(11c, 11d, 11e, 11f, 12c, 12d, 12e, 12f)을 각각 포함한다.

Description

저마찰의 구름 베어링용 스페이서{SPACER FOR ROLLING BEARING WITH LOW FRICTION CONTRIBUTION}

본 발명은 구름 베어링 분야에 관한 것으로 특히, 내부 링, 외부 링, 및 이들 사이에 하나 이상 열의 접촉 롤러를 갖는 구름 베어링에 관한 것이다.

본 발명은 특히 터널 보링 머신에서 사용되는 것들과 같은 대구경 구름 베어링의 분야에 관한 것이다.

대구경 구름 베어링은 일반적으로 2개의 동심 내부 및 외부 링, 상기 링들에 제공된 레이스웨이들 사이에 배치된 접촉 롤러의 열, 및 롤러 사이에 원주에 배치된 복수의 스페이서의 복수를 포함한다. 이러한 구름 베어링은 일반적으로 축방향 및 반경방향으로 상대적으로 강한 하중이 실린다.

프랑스 특허 FR 2 222 898호는 함께 조립하여 롤러의 케이지를 형성하는 구름 베어링을 위한 천공된 스페이서에 관한 것이다. 각 천공된 스페이서는 실질적으로 직사각형 모양이며, 한 보어를 통해 힘으로 도입된 관련 롤러를 보유하는 리세스가 제공되고, 상기 보어의 폭은 상기 롤러의 직경보다 적다.

각각의 스페이서의 내부 및 외부 부분은 링의 가이드 면과 각각 접촉할 수 있다. 스페이서와 링들 사이의 이러한 접촉은 구름 베어링의 마찰 토크 증가를 유발한다.

본 발명의 특정 목적은 경제적이며 단순하게 제조하고 마찰을 감소시키기에 적합한 구름 베어링용 스페이서를 제공하는 데 있다.

일 실시 형태에서, 내부 링, 외부 링 및 링 상에 제공된 가이드 표면과 레이스웨이 사이에 배치된 하나 이상의 열의 접촉 롤러를 포함하는 구름 베어링용 스페이서는 서로 대향하는 마주보는 제1 및 제2 부분 및 상기 부분에 연결되고 제1 부분과 제2 부분 사이에서 가로방향으로 연장되는 제1 측면 부분을 포함한다. 제1 및 제2 부분과 제1 측면 부분은 접촉 롤러를 수용하도록 구성된 포켓을 획정한다. 제1 및 제2 부분은 각각 상기 롤러의 단부 면과의 접촉 표면을 포함한다. 제1 및 제2 부분은 각각 내부 및 외부 링들 중 하나와의 접촉 표면을 가지며 외측을 향하여 연장되는 돌출 수단을 각각 포함한다.

일 실시 형태에서, 각각의 돌출 수단은 해당 링의 가이드 표면을 향하는 제1 또는 제2 부분의 외부 표면으로부터 외측을 향하여 연장된다. 제1 및 제2 부분은 해당 외부 표면 상에서 가로방향으로 연장되는 2개의 이격된 돌출 수단을 각각 포함할 수 있다.

대안으로 또는 조합하여, 각각의 돌출 수단은 해당 링의 레이스웨이를 향하는 제1 또는 제2 부분의 종방향 변부로부터 외측을 향하여 연장될 수 있다.

일 실시 형태에서, 돌출 수단은 원의 호 형상의 단면 프로파일을 갖는다.

바람직하게는, 제1 측면 부분은 롤러의 외부 구름 표명에 대한 베어링 표면을 형성하는 내부 표면을 포함한다.

일 실시 형태에서, 스페이서는 제1 부분을 향하여 제2 부분으로부터 연장되고 제1 측면 부분을 대향하는 제2 측면 부분을 추가로 포함하고, 제1 및 제2 부분은 2개 이상의 중첩된 접촉 롤러를 수용하도록 구성된 포켓을 측면 부분과 함께 획정한다. 바람직하게는 제2 측면 부분의 자유 변부는 제1 부분과 함께 구멍을 형성한다. 제2 측면 부분은 롤러들 중 하나의 롤러의 외부 구름 표면을 위한 베어링 표면을 형성하는 내부 표면을 포함할 수 있다.

일 실시 형태에서, 포켓은 제1 측면 부분에 대해 마주보는 측면 상에서 횡방향으로 개방된다. 제1 및 제2 부분 및 제1 측면 부분은 C 형상의 단면을 가질 수 있다.

바람직하게는, 스페이서는 금속 또는 중합체 재료로부터 단일 부분으로 형성된다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 구름 베어링은 롤러들 사이에 원주 방향으로 배치되고 전술된 바와 같이 복수의 스페이서 및 링 상에 제공된 가이드 표면과 레이스웨이 사이에 배치된 하나의 열 이상의 접촉 롤러, 외부 링 및 내부 링을 포함한다.

전술된 바와 같이 구름 베어링은 터널 보링 머신(tunnel boring machine)용 베어링으로서 특히 유용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따르는 구름 베어링의 절단 단면도.
도 2 및 도 3은 도 1의 구름 베어링의 스페이서의 사시도.
도 4는 연계된 롤러와 함께 도 2 및 도 3의 스페이서의 사시도.
도 5는 구름 베어링 내에 장착된 바와 같이 연계된 롤러 및 3개의 스페이서를 도시하는 측면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 따르는 스페이서의 사시도.
도 8은 연계된 롤러와 함께 도 6 및 도 7의 스페이서의 사시도.
도 9는 구름 베어링 내에 장착되고, 도 8에 도시된 바와 같이 연계된 롤러 및 3개의 스페이서를 도시하는 측면도.

도 1에 도시된 바와 같은 구름 베어링(rolling bearing)은 내부 링(1)과 외부 링(2) 및 이들 사이에 수용된 일 열의 접촉 롤러(3)를 포함하는 대구경 구름 베어링이다. 구름 베어링은 또한 이의 주변 간격을 유지하기 위해 롤러(3)들 사이의 원주에 배치된 복수의 스페이서(spacer, 4)를 포함한다.

내부 및 외부 링(1, 2)는 동심을 이루며, 구름 베어링의 베어링 회전 축(도시되지 않음)을 따라 축 방향으로 연장된다. 링(1, 2)은 중실 유형이다. "중실 링"은 금속 튜브 스톡, 바 스톡, 러프 포징(rough forging) 및/또는 롤링된 블랭크로부터 재료를 제거하는 가공으로(기계가공, 연삭에 의해) 수득되는 링인 것으로 이해된다.

롤러(3)는 서로 동일하고 각각 외부 구름 표면(3a) 및 구름 표면을 축방향으로 획정하는 마주보는 단부 가로면(3b, 3c)을 포함한다. 도시된 실시 형태에서, 각각의 롤러의 구름 표면(3a)은 원통형의 프로파일을 가진다. 대안으로, 구름 표면은 구형 프로파일 또는 로그 프로파일(logarithmic profile)을 가질 수 있다. 도시된 실시 형태에서, 각각의 롤러의 회전 축(3d) 및 베어링 축 사이의 각도는 90°이다. 각각의 롤러의 회전 축(3d)은 반경방향으로 연장된다.

내부 링(1)은 새시 또는 기계 구조(도시되지 않음)에 고정되고 마주보는 반경방향 측면 표면(1b, 1c)에 의해 구획되도록 설계된 원통형 보어(1a)를 가진다. 내부 링(1)은 또한 환상 반경방향 레이스웨이(5)가 형성된 계단식 외부 원통형 표면(1d)을 포함한다. 레이스웨이(5)는 롤러(3)의 구름 표면(3a)과 접촉하는 직선 내부의 프로파일 단면을 가진다. 레이스웨이(5)는 소구경의 제1 축 표면(6)과 계단식 외부 원통형 표면 (1d)의 대구경의 제2 축 표면(7) 사이에 제공된 반경방향 표면에 의해 형성된다. 하기에서 기재되는 바와 같이, 축 표면(6)은 스페이서와 반경방향으로 접촉할 수 있는 환상의 가이드 표면을 형성한다. 축방향 가이드 표면(6)은 레이스웨이(5)에 수직으로 배치되고 환상의 오목한 필렛(fillet)에 의해 상기 레이스웨이의 소구경 변부에 연결된 직선부분이다. 가이드 표면(6) 상기 변부로부터 축 방향으로 연장되고 내부 링의 반경방향 방향 표면(1c)에 연결된다. 가이드 표면(6)과 내부 링의 레이스웨이(5)는 환상의 요홈을 획정한다(delimite).

외부 링(2)은 마주보는 반경방향의 측면 표면(2b, 2b)에 의해 구획되는 외부 원통형 표면(2a)을 포함한다. 외부 링(2)은 또한 환상의 반경방향 레이스웨이(8)가 형성되는 원통형의 계단식 환상의 보어(2d)를 포함한다. 레이스웨이(8)는 단면에서 롤러 (3)의 구름 표면(3a)과 접촉하는 직선 내부 프로파일을 가진다. 내부 링의 레이스웨이(5)와 외부 링의 레이스웨이(8)는 서로 축방향으로 면하고 평행하다. 상기 레이스웨이(8)는 소구경의 제1 축 표면(9)과 계단식 보어(2d)의 대구경의 제2 축 표면(10) 사이에 제공된 반경방향 표면에 의해 형성된다. 하기하는 바와 같이, 축 표면(10)은 스페이서(4)와 반경방향으로 접촉할 수 있는 환상의 가이드 표면을 형성한다. 외부링의 가이드 표면과 내부링의 가이드 표면(6)은 서로 반경방향으로 면하고 평행하다. 가이드 표면(10)은 레이스웨이(8)에 수직으로 배치되고 환상의 오목한 필렛에 의해 대구경의 변부에 연결된 직선부분이다. 가이드 표면(10)은 상기 변부로부터 축 방향으로 연장되고 외부 링의 반경방향 방향 표면(2b)에 연결된다. 가이드 표면(10)과 외부 링의 레이스웨이(8)는 환상의 요홈을 획정한다.

레이스웨이(5)와 내부 링의 가이드 표면(6)은 레이스웨이(8) 및 외부링의 가이드 표면(10)과 함께 롤러(30) 및 스페이서(4)가 내부에 배치되는 환상의 공간을 형성한다. 레이스웨이(5, 8) 사이에 배치되는 각각의 롤러(3)는 가이드 표면(6, 10)과 상기 레이스웨이(5, 8)에 대해 지지될 수 있는 연계된 스페이서(4)에 의해 유지된다.

스페이서(4)는 서로 동일하고 두 연속하는 롤러(3)들 사이에 각각 위치된다. 스페이서(4)는 금속이나 청동으로 일체로 제조될 수 있다. 선택적으로, 스페이서 (4)는 몰딩에 의해 예를 들어, 폴리아미드와 같은 중합체 재료로부터 제조될 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 스페이서(4)는 내부 및 외부 링의 레이스웨이와 대향하는 가이드 표면과 접촉하기에 적합한 2개의 평행한 내부 및 외부 부분(11, 12), 및 2개의 인접한 롤러(3)들 사이에 원주방향으로 배치되고 상기 마주보는 부분(11, 12)들 사이에서 가로방향으로 연장되는 측면 부분(13)을 포함한다. 측면 부분(13)은 내부 부분(11)의 측면 변부와 외부 부분(12)의 마주보는 변부에 연결된다. 내부 및 외부 부분(11, 12) 및 측면 부분(13)은 각각 유사한 폭, 길이 및 두께를 가지는 직사각형 형태로 이루어진다. 부분(11, 12 및 13)의 폭은 롤러(3)의 반경보다 다소 작다.

도 1에 도시된 바와 같이, 레이스웨이(5, 8) 및 내부 및 외부 링의 가이드 표면(6, 10)은 각각의 스페이서(4)와 링(1, 2) 사이에서 다소 상대적으로 슬라이드되도록 각각의 스페이서의 내부 및 외부 부분(11, 12)과 직접 접촉하는 표면을 가지는 플랭크를 형성한다. 스페이서(4)의 유도된 마찰 토크를 제한하기 위해, 다소의 축방향 간격이 링의 레이스웨이(5, 8)와 각각의 스페이서 사이에서 예측되고 각각의 스페이서와 가이드 표면(6, 10) 사이에는 다소의 반경방향 간격이 예측된다.

도 2 내지 도 4를 다시 참조하면, 내부 및 외부 부분(11, 12)과 및 각각의 스페이서의 측면 부분(13)은 단면이 전체적으로 C형이고, 하나의 롤러(3)를 수용하기 위해 포켓(15)을 형성한다. 측면 부분(13)의 마주보는 측면에서, 스페이서(4)는 내부 및 외부 부분 사이에 가로로 연장되고 상기 부분들에 연결된 측면 부분이 제거된다. 스페이스(4)는 측면 부분(13)에 대칭인 측면 부분이 제거된다. 포켓(15)은 내부 및 외부 부분(11, 12) 사이의 측면 부분(13)의 맞은 편 측면에 옆으로 열린다. 스페이서(4)가 구름 베어링에 장착된 위치에서, 포켓(15)은 측면 부분(13)에 의해 원주 방향으로 구획되고, 내부 및 외부 부분(11, 12)에 의해 반경 방향으로 구획된다. 상기 장착된 위치에서 한 스페이서(4)의 포켓(15)은 인접한 스페이서(4)을 향해 원주방향으로 열린다. 각각의 스페이서(4)의 포켓(15)은 두 방향 모두에서 축 방향으로 열리고 한 방향에서는 원주 방향으로 열린다. 포켓(15)은 삼면이 열려 있다. 연계된 롤러(3)의 회전축(3d)에 대해 상기 내부 및 외부 부분(11, 12)은 반경방향으로 연장되고, 측면 부분(13)은 상기 부분들 사이에서 축 방향으로 연장되며, 상기 포켓(15)은 외부를 향해 반경방향으로 열린다. 측면 부분(13)의 맞은 편 측면에서, 개구부 또는 구멍은 내부 및 외부 부분(11, 12)의 자유 변부에 의해 축 방향으로 구획되며, 포켓(15)을 측면으로 열기 위해, 상기 부분 사이에 축 방향으로 연장된다.

각각의 스페이서의 내부 및 외부 부분(11, 12)은 연계된 롤러의 단부 면(3b, 3c)에 대해 베어링 표면을 형성하고 서로 대향하는 내부 평면형 접촉 표면(11a, 12a)을 가진다. 평면형 접촉 표면(11a, 12a)들 사이의 간격은, 롤러(3)의 길이와 실질적으로 동일하다. 측면 부분(13)은 연계된 롤러의 구름 표면(3a)에 대해 베어링 표면을 형성하는 내부 평면형 접촉 표면(13a)을 포함한다.

스페이서(4)는 또한 외부 부분(12)의 자유 변부로부터 내부 부분(11)을 향해 내측으로 다소 돌출되는 후크(16)를 추가로 포함한다. 후크(16)는 측면 부분(13)에 대해 마주보는 측면상에서 외부 부분(12)에 배치된다. 후크(16)는 연계된 롤러의 구름 표면(3a) 대해 베어링 표면을 형성하는 내부 평면형 접촉 표면을 포함한다. 후크(16)는 개방된 포켓(15)으로부터의 이탈을 방지하기 위해 롤러(3)와 간섭되도록 구성된다. 스페이서(4)가 구름 베어링 내에 장착된 위치에서, 내부 및 외부 부분(11, 12)은 반경 방향으로 롤러(3)를 유지하고, 측면 부분(13)과 후크(16)는 원주 방향으로 롤러(3)를 유지한다. 후크(16)는 롤러(3)를 위한 원주방향 유지 수단을 형성한다.

각각의 스페이서의 내부 부분(11)은 또한 평면 외부 표면(11b) 및 상기 외부 표면에 제공된 2개의 이격된 가이드 리브(guiding rib, 11c, 11d)를 포함한다. 가이드 리브(11c, 11d)는 외부 표면(11b)에 대해 외측을 향하여 돌출되고 상기 외부 표면에서 내부 부분(11)의 종방향 변부로부터 마주보는 종방향 변부로 가로로 연장된다. 상기 마주보는 종방향 변부는 상기 외부 표면(11b)을 구획한다. 개시된 실시 형태에서, 가이드 리브(11c, 11d)는 서로 동일하고, 원의 호 형상의 단면 프로파일을 가진다. 여기서, 리브(11d)는 측면 부분(13)에 연결된 내부 부분(11)의 변부 근처에 위치하는 반면, 리브(11c)는 내부 부분(11)의 자유 변부 근처에 위치한다.

스페이서(4)가 구름 베어링 내에 장착된 위치에서, 내부 부분(11)의 평면형 외부 표면(11b)은 내부 링의 가이드 표면(6)을 대향하는 반면, 가이드 리브(11c, 11d)는 상기 가이드 표면(6)과 접촉할 수 있다. 돌출된 가이드 리브(11c, 11d)에 따라, 각각의 스페이서의 내부 부분(11)과 내부 링의 연계된 가이드 표면(6) 사이의 마찰 접촉이 감소된다. 게다가, 각각의 가이드 리브(11c, 11d)와 가이드 표면(6) 사이에는 선형 접촉이 존재한다. 이러한 접촉을 통해 각각의 스페이서(4)와 내부 링(1) 사이에는 마찰이 적어진다.

각각의 스페이서의 내부 부분(11)은 또한 두 측면 가이드 플랜지(11e, 11f)를 포함하고, 각각 상기 내부부분의 종방향 변부 중 하나를 제공한다. 각각의 가이드 플랜지(11e, 11f)는 연계된 종방향 변부에서 외측을 향하여 돌출된다. 개시된 실시 형태에서, 가이드 플랜지(11e, 11f)들은 서로 동일하고, 리브(11c, 11d)들 사이에서 종방향으로 연장되며, 원의 호 형상의 단면 프로파일을 가진다.

스페이서(4)가 구름 베어링 내에 장착된 위치에서, 측면 가이드 플랜지(11e)는 내부 링의 레이스웨이(5)와 축방향으로 대향하는 반면, 다른 측면 가이드 플랜지(11f)는 외부링의 레이스웨이(8)와 축방향으로 대향한다. 축방향 접촉이 스페이서(4)와 내부 또는 외부 링 사이에서 가이드 플랜지(11e, 11f)들의 돌출과 함께 발생하면, 각각의 스페이서의 내부 부분(11)과 레이스웨이(5, 8)의 마찰접촉은 감소한다. 또한, 각각의 가이드 플랜지(11e, 11f)와 연계된 레이스웨이(5, 8) 사이의 접촉은 선형으로 이루어진다. 이러한 접촉을 통해 각각의 스페이서(4)와 내부 및 외부 링(1, 2) 사이에는 마찰이 적어진다.

각각의 스페이서의 내부 및 외부 부분(11, 12)이 도시된 실시 형태에서 유사하기 때문에, 둘 중 하나 만이 여기에서 상세하게 설명되며, 내부표면(11)을 대해 이전에 사용된 참조 "a, b, c, d, e 및 f"는 외부 부분(12)의 동일한 구성 요소에 대해 사용된다. 내부 링의 가이드 표면(6)에 대한 스페이서(4)의 내부 부분과 마찬가지로 외부 부분의 가이드 리브(12c, 12d)의 돌출에 따라, 각각의 스페이서의 외부 부분(12)과 외부 링의 연계된 가이드 표면(10) 사이의 마찰접촉은 감소한다. 게다가, 각각의 가이드 리브(12c, 12d)와 가이드 표면 사이에는 선형 접촉이 이루어진다.

각각의 스페이서의 측면 부분(13)은 평면 외부 표면(13b)과 상기 외부 표면에서 제공된 두 이격된 가이드 리브(13c, 13d)를 포함한다. 가이드 리브(13c, 13d)는 외부 표면(13b)에 대해 외측을 향하여 돌출되고 측면 부분(13)의 길이 방향 변부에서 마주보는 종방향 변부로 가로로 연장된다. 마주보는 종방향 변부는 외부 표면(13b)을 구획한다. 리브(13c, 13d)는 내부 및 외부 부분(11, 12)의 평면에 평행한 방향으로 연장된다. 리브(13c, 13d)는 원의 호 형상의 단면 프로파일을 가진다. 개시된 실시 형태에서, 리브(13c, 13d)는 다른 직경을 갖는 구름 베어링에 사용하기 위해, 두께가 서로 다를 수 있다. 리브(13d)는 외부 부분(12)에 연결된 측면 부분(13)의 변부 근처에 위치되는 반면, 작은 두께를 가진 리브(13c)는 내부 부분(11)에 연결된 측면 부분(13)의 변부에 근처에 위치된다.

도 5에 도시된 바와 같이 스페이서(4)가 구름 베어링 내에 장착된 위치에서, 상기 스페이서(4)의 포켓이 다른 스페이서의 측면 부분(13)을 향하여 횡방향으로 개방되기 때문에, 인접한 스페이서(4)에 수용되는 롤러(3)의 구름 표면(3a)에 대해 하나의 스페이서(4)의 가이드 리브(13)가 지지된다. 하나의 스페이서의 측면 부분의 가이드 리브(13c)와 원주 방향에서 연속된 스페이서(4)에 의해 지지되는 인접한 롤러(3)는 직접 접촉한다. 장착된 위치에서, 두 연속된 롤러(3)들 사이의 원주에는 오직 하나의 측면 부분(13)만이 배치된다. 각각의 스페이서의 포켓(15)은 두 연속되는 롤러(3) 사이의 주변 공간을 줄일 수 있다. 따라서, 내부 및 외부 링(1, 2) 사이에 배치된 롤러(3)의 수가 증가될 수 있다. 이는 구름 베어링의 하중 지지 용량을 높일 뿐만 아니라 수명을 증가시킨다.

스페이서(4)의 장착된 위치에서, 스페이서(4)의 롤러(3)가 축 주위를 회전하면, 상기 롤러의 구름 표면(3a)과 접촉하는 인접 스페이서의 리브(13c)는 롤러의 가이드 수단으로 작용한다. 각각의 롤러(3)는 연계된 스페이서(4)의 내부 및 외부 부분 (11, 12)에 의해 반경방향으로 유지되며, 상기 스페이서(4)의 측면 부분(13), 부유 후크(16) 및 인접 스페이서(4)의 가이드 리브(13c)에 의해 원주방향으로 유지된다. 가이드 리브(13c)가 돌출됨에 따라 하나 스페이서의 포켓에 배치되는 롤러(3)와 인접한 스페이서의 측면 부분(13)사이의 마찰 접촉이 감소된다. 또한, 상기 요소들은 선형으로 접촉된다. 이러한 접촉을 통해 마찰이 적어진다.

사용 중에, 내부 및 외부 링의 레이스웨이(5, 8)들 사이에 축방향으로 배치된 각각의 스페이서(4)의 내부 및 외부 부분(11, 12)은 스페이서와 연계된 롤러(3)를 안내하도록 상기 링의 가이드 표면(6, 10)과 각각 접촉될 수 있는 반면, 상기 스페이서의 가이드 리브(13c)는 인접 스페이서로 수용되는 롤러(3)에 대해 지지된다. 스페이서의 가이드 리브(11c, 11d 또는 12c, 12d)가 링의 관련 가이드 표면과 접촉할때, 스페이서(4)와 관련 롤러(3) 둘다는 링의 레이스웨이(5, 8)의 경로를 따르기 위해 가이드 표면과 접촉하는 상기 가이드 리브중 하나 주위를 약간 선회할 수 있다. 상기와 같은 회전은 역시 인접 롤러(3)와 가이드 리브(13c)의 접촉으로 가능하게 이루어질 수 있다. 스페이서(4)와 연계된 롤러(3)도 상기 가이드 리브(13c) 주위를 선회할 수 있다. 따라서, 링의 레이스웨이(5, 8)를 따라 롤러(3)의 슬라이딩이 향상되며, 각각의 스페이서(4)의 응력 수준이 감소한다. 그렇지 않으면, 각각의 스페이서의 가이드 리브(11c, 11d, 12c, 12d)가 롤러(3)의 높은 경사짐 또는 기울어짐을 방지할 수 있다.

개시된 실시 형태에서, 오직 각각의 스페이서의 하부 리브(13c)만이 인접 롤러(3)의 구름 표면(3a)과 접촉한다. 대구경을 갖고 동일한 롤러(3) 및 스페이서(4)를 사용하는 구름 베어링의 경우에, 각각의 스페이서의 하부 리브(13c) 및 상부 리브(13d) 모두 또는 상기 상부 리브(13d)만이 인접 롤러와 접촉할 수 있다.

도 6 내지 도 8에 도시된 실시 형태에서, 동일한 부분은 동일한 도면부호가 제시되며, 스페이서(4)는 2개의 중첩된 롤러(3)의 쌍을 유지하는데 적합하다. 2개의 연계된 롤러(3)는 이의 공통 회전축에 대해 서로 접촉한 상태로 축방향으로 장착된다. 하부 롤러(3)의 상부 단부 면은 상부 롤러(3)의 하부 단부 면에 대해 지지된다. 이러한 스페이서(4)는 환형 공간을 형성하는 구름 베어링에 대해 적합하고, 상기 공간 내에는 상이한 반경으로 배치되는 접촉 롤러(3)의 두 열이 배치된다. 이러한 구름 베어링 내에서, 각각의 스페이서(4)는 적층된 롤러(3)의 2개의 연속된 쌍들 사이에 배치된다.

이 실시 형태에서, 평면형 접촉 표면(11a, 12a)들 사이의 간격은 롤러(3)이 길이의 두배와 실질적으로 동일하다. 각각의 스페이서(4)는 제1 횡방향 부분(13)을 대향하고 내부 부분(11)을 향하여 외부 부분(12)으로부터 가로방향으로 연장되는 제2 측면 부분(14)을 추가로 포함한다. 제1 및 제2 측면 부분(13, 14)은 서로 평행하다. 제2 측면 부분(14)은 제1 측면 부분(13)에 대해 마주보는 측면에 배치된 외부 부분(12)의 변부로부터 연장된다. 측면 부분(14)은 내부 부분(11)을 향하여 연장되는 반면 내부 부분으로부터 이격된 상태로 유지된다. 내부 및 외부 부분(11, 12)과 측면 부분(13, 14)은 각각 유사한 폭 및 두께를 갖는 직사각형 형태를 갖는다. 내부 및 외부 부분(11, 12)과 측면 부분(13, 14)은 각각 유사한 폭 및 두께를 갖는 직사각형 형태를 갖는다. 내부 및 외부 부분(11, 12) 및 측면 부분(13, 14)의 폭은 롤러(3)의 반경보다 다소 작다.

내부 및 외부 부분(11, 12)과 마주보는 제1 및 제2 측면 부분(13, 14)은 2개의 중첩된 롤러(3)를 수용하기 위한 포켓(15)을 획정한다. 개구 또는 구멍(17)은 내부 부분(11)과 제2 측면 부분(14) 사이에 형성된다. 포켓(15)은 제2 측면 부분(14)과 내부 부분(11) 사이에서 제1 측면 부분(13)에 마주보는 측면 상에서 횡방향으로 개방된다. 구름 베어링 내에서 스페이서(4)의 장착된 위치에서, 포켓(15)은 제1 및 제2 측면 부분(13, 14)에 의해 원주 방향으로 획정되고, 내부 및 외부 부분(11, 12)에 의해 반경방향으로 획정된다. 이 장착된 위치에서, 하나의 스페이서(4)의 포켓(15)은 구멍(17)과 함께 인접한 스페이서(4)를 향하여 원주 방향으로 개방된다. 각각의 스페이서(4)의 포켓(15)은 두 방향으로 모두가 축방향으로 개방되고 한 방향으로는 원주 방향으로 개방된다. 포켓(15)은 3개의 측면 상에서 개방된다. 각각의 스페이서의 포켓(15) 내에 수용된 중첩된 롤러(3)의 공통 회전축(3d)에 대해, 내부 및 외부 부분(11, 12)이 축방향으로 연졍되고, 제1 및 제2 측면 부분(13, 14)은 상기 부분들 사이에서 축방향으로 연장되며, 포켓(15)은 외측을 향하여 반경방향으로 개방된다. 구멍(17)은 측면 부분(14) 및 내부 부분(11)에 의해 축방향으로 획정된다.

각각의 스페이서의 제2 측면 부분(14)은 상부 및 하부 롤러(3)에 대해 베어링 표면을 형성하고, 측면 부분(13)의 접촉 표면(13a)을 대향하는 내부 평면형 접촉 표면(14a)을 포함한다. 개시된 실시 형태에서, 측면 부분(14)은 하부 롤러와 상부 롤러(3) 사이의 접촉 구역을 초과하여 연장되도록 상부 롤러(3)의 길이보다 긴 길이를 갖는다. 따라서, 내부 접촉 표면(14a)은 또한 하부 롤러(3)의 구름 표면(3a)에 대해 지지 표면을 형성한다. 측면 부분(14)은 하부 롤러(3)를 부분적으로 재차 덮고, 상부 롤러(3)의 전체 길이를 재차 덮는다. 측면 부분(14)은 개방 포켓(15)으로부터 이탈을 방지하기 위하여 하부 롤러(3)와 간섭되기에 적합하다. 스페이서(4)가 구름 베어링 내에 장착된 위치에서, 내부 및 외부 부분(11, 12)은 반경 방향으로 상부 및 하부 중첩된 롤러(3)를 유지하고, 측면 부분(13, 14)은 원주 방향으로 롤러(3)를 유지한다.

각각의 스페이서의 측면 부분(14)은 또한 하기에서 기재되는 바와 같이 구름 베어링 내로 장착된 위치에서 인접한 스페이서의 측면 부분(13)을 대향하는 평면형 외부 표면(14b)을 포함한다. 측면 부분(14)의 자유 단부(14c)는 내부 부분(11)의 자유 변부와 함께 제1 측면 부분(13)에 대해 마주보는 측면 상에서 포켓(15)을 횡방향으로 개방하기 위해 구멍(17)을 형성한다. 제2 측면 부분(14)의 자유 변부(14c)는 구멍(17)을 획정하기 위해 내부 부분(11)으로부터 이격된 상태로 유지된다. 구멍(17)의 길이는 하나의 롤러(3)의 길이보다 짧다.

도 9에 도시된 바와 같이 스페이서(4)가 구름 베어링 내에 장착된 위치에서, 스페이서의 포켓이 고려된 스페이서의 측면 부분(13)을 향하여 횡방향으로 개방되기 때문에, 인접한 스페이서(4)의 구멍을 통하여 하나의 스페이서(4)의 가이드 리브(13)가 돌출된다. 상기 가이드 리브(13c)는 상기 인접한 스페이서(4) 내에 수용되는 하부 롤러(3)의 구름 표면(3a)에 대해 지지되고 구멍(17) 내로 연장된다. 하나의 스페이서의 측면 부분의 가이드 리브(13c)와 원주 방향에서 연속된 스페이서(4)에 의해 지지되는 인접한 하부 롤러(3)는 직접 접촉한다. 장착된 위치에서, 각각의 스페이서의 포켓(15)에 따라 두 연속된 롤러(3)들 사이의 원주방향 공간이 감소될 수 있다. 따라서, 내부 및 외부 링(1, 2) 사이에 배치된 롤러(3)의 수가 증가될 수 있다. 이는 구름 베어링의 하중 지지 용량을 높일 뿐만 아니라 수명을 증가시킨다.

개시된 실시 형태에서, 각각의 스페이서의 하부 리브(13c)만이 인접한 하부 롤러(3)의 구름 표면(3a)과 접촉하고, 인접한 스페이서의 측면 부분(14)의 외부 표면(14b)과 대향하는 가이드 리브(13b)는 상기 구름 표면과 이격된 상태로 유지된다. 대구경을 갖고 동일한 롤러(3) 및 스페이서(4)를 사용하는 구름 베어링의 경우에, 각각의 스페이서의 하부 리브(13c)는 인접한 하부 롤러(3)와 접촉할 수 있고, 상부 리브(13b)는 인접한 스페이서(4)의 측면 부분의 외부 표면(14)과 접촉할 수 있다. 대안으로, 각각의 스페이서의 상부 리브(13d)만이 인접한 스페이서(4)의 측면 부분의 외부 표면(14b)과 접촉할 수 있고, 하부 리브(13c)는 인접한 하부 롤러(3)의 구름 표면(3a)으로부터 이격된 상태로 유지될 수 있다.

각각의 스페이서(4)의 일반적인 구조물은 측면 부분(13)에 마주보는 측면 상에서 외측을 향하여 원주방향으로 개방되고, 3개 또는 4개의 부분 또는 러그에 의해 형성된 포켓(15)의 제공에 따라 경량화된다. 따라서, 각각의 스페이서(4)에 대한 중량 감소가 구현된다. 또 다른 실시 형태에서, 스페이서는 외측을 향하여 원주 방향으로 개방되지 않을 수 있으며, 내부 부분에 연결된 제2 측면 부분을 가질 수 있다. 내부 및 외부 링(1, 2)에 대한 각각의 스페이서(4)의 마찰은 리브(12c 내지 12f) 및 리브(11c 내지 11f)의 존재에 따라 감소된다. 유사하게, 인접한 스페이서 내에 배치된 롤러와의 각각의 스페이서(4)의 마찰은 또한 리브(13a, 13b)의 존재에 따라 감소된다. 각각의 스페이서(4)의 리브(11c 내지 11f, 12c 내지 12f, 13c 내지 13d)는 또한 링의 레이스웨이(5, 8)를 따라 롤러(3)의 유도를 향상시킨다.

본 발명이 이중 열의 중첩된 접촉 롤러 또는 단일 열의 접촉 롤러 갖는 구름 베어링을 기초로 설명될지라도, 본 발명은 더 많은 열의 롤러를 갖는 베어링에 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 그렇지 않으면, 도시된 실시 형태에서, 구름 베어링이 축 방향 하중을 수용하도록 구성된다. 대안으로, 반경방향 또는 축방향 및 반경방향 하중 모두를 수용하도록 구성된 구름 베어링을 가질 수도 있다. 또한, 내부 링 및/또는 외부 링은 예를 들어 모터의 출력 샤프트에 연결되는 경우 구동 기어에 연결될 수 있도록 이의 외부 주연부에 기어 톱니를 포함할 수 있다.

Claims

내부 링, 외부 링 및 링 상에 제공된 가이드 표면과 레이스웨이 사이에 배치된 하나 이상의 열의 접촉 롤러를 포함하는 구름 베어링용 스페이서로서,
상기 스페이서(4)는 서로 대향하는 마주보는 제1 및 제2 부분(11, 12) 및 상기 부분에 연결되고 제1 부분과 제2 부분 사이에서 가로방향으로 연장되는 제1 측면 부분(13)을 포함하며, 제1 및 제2 부분(11, 12)과 제1 측면 부분(13)은 접촉 롤러를 수용하도록 구성된 포켓(15)을 획정하며, 제1 및 제2 부분은 각각 상기 롤러의 단부 면과의 접촉 표면(11a, 12a)을 포함하고, 제1 및 제2 부분(11, 12)은 각각 내부 및 외부 링들 중 하나와의 접촉 표면을 가지며 외측을 향하여 연장되는 돌출 수단(11c, 11d, 11e, 11f, 12c, 12d, 12e, 12f)을 각각 포함하는 스페이서.
제1항에 있어서, 각각의 돌출 수단(11c, 11d, 12c, 12d)은 해당 링의 가이드 표면을 향하는 제1 또는 제2 부분의 외부 표면(11b, 12b)으로부터 외측을 향하여 연장되는 스페이서.
제2항에 있어서, 제1 및 제2 부분(11, 12)은 해당 외부 표면(11b, 12b) 상에서 가로방향으로 연장되는 2개의 이격된 돌출 수단(11c, 11d, 12c, 12d)을 각각 포함하는 스페이서.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 돌출 수단(12e, 12f)은 해당 링의 레이스웨이를 향하는 제1 또는 제2 부분의 종방향 변부로부터 외측을 향하여 연장되는 스페이서.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 돌출 수단은 원의 호 형상의 단면 프로파일을 갖는 스페이서.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 측면 부분(13)은 롤러의 외부 구름 표명에 대한 베어링 표면을 형성하는 내부 표면(13a)을 포함하는 스페이서.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 부분(11)을 향하여 제2 부분(12)으로부터 연장되고 제1 측면 부분(13)을 대향하는 제2 측면 부분(14)을 추가로 포함하고, 제1 및 제2 부분은 2개 이상의 중첩된 접촉 롤러를 수용하도록 구성된 포켓(15)을 측면 부분과 함께 획정하는 스페이서.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 측면 부분(14)의 자유 변부(14c)는 제1 부분(11)과 함께 구멍(17)을 형성하는 스페이서.
제7항 또는 제8항에 있어서, 제2 측면 부분(14)은 롤러들 중 하나의 롤러의 외부 구름 표면을 위한 베어링 표면을 형성하는 내부 표면(14a)을 포함하는 스페이서.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 포켓(15)은 제1 측면 부분(13)에 대해 마주보는 측면 상에서 횡방향으로 개방되는 스페이서.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 부분(11, 12) 및 제1 측면 부분(13)은 C 형상의 단면을 갖는 스페이서.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 또는 중합체 재료로부터 단일 부분으로 형성되는 스페이서.
롤러들 사이에 원주 방향으로 배치되고 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따르는 복수의 스페이서(4) 및 링 상에 제공된 가이드 표면(6, 10)과 레이스웨이(5, 8) 사이에 배치된 하나의 열 이상의 접촉 롤러(3), 외부 링(2) 및 내부 링(1)을 포함하는 구름 베어링.
터널 보링 머신 내에서 제13항에 따른 구름 베어링의 사용.