KR20130140834A - 구름 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 이상의 열의 전동체들을 수용하기 위해 하나 이상의 열에 배치된 복수의 전동체 포킷들(2) 및 하나 이상의 빈 포킷(5)을 포함하는 구름 베어링 케이지(1)를 갖는 구름 베어링에 관한 것으로서, 구름 베어링 케이지(1)는 2개의 가로 링(3)과 이들을 연결하는 복수의 크로스 브리지(4)로 이루어지고, 크로스 브리지들 사이에 전동체 포킷들(2)이 형성되어 있다. 전동체들을 전부 구비한 구름 베어링 케이지에 비해 가능한 한 적은 변화로 구름 베어링 케이지(1)의 경제적인 제조를 달성하기 위해, 본 발명에 따라 구름 베어링 케이지(1)는 하나의 열에서 전동체 포킷들(2)의 수에 상응하는 것보다 더 적은 전동체들을 구비하므로 전동체 케이지(1)는 전동체 포킷들(2)의 하나 이상의 열에서 전동체를 가지지 않은 빈 포킷들(5)을 갖는다. 이 빈 포킷들(5)은 하나 또는 복수의 전동체의 누락에 의해 용이하게 구현될 수 있으므로, 윤활제를 위한 저장 공간들이 제공된다. 또한, 빈 포킷들(5)이 의도한 형상화에 의해 형성되므로, 이송 작용 또는 펌핑 작용이 적어도 회전 방향으로 만들어진다. 또한, 본 발명은 그와 같은 구름 베어링 케이지의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

구름 베어링{ROLLING BEARING}

본 발명은 하나 이상의 열의 전동체(rolling element)를 수용하기 위해 하나 이상의 열에 배치된 복수의 전동체 포킷들 및 하나 이상의 빈 포킷을 포함하는 구름 베어링 케이지를 갖는 구름 베어링에 관한 것으로서, 구름 베어링 케이지는 2개의 가로 링과 이들을 연결하는 복수의 크로스 브리지로 이루어지고, 크로스 브리지 사이에는 전동체 포킷들이 형성되어 있다. 그외에도, 본 발명은 그와 같은 구름 베어링 케이지의 제조 방법에 관한 것이다.

구름 베어링을 위한 이와 같은 케이지는 DE 10 2005 027 186 A1호에 공지되어 있다. 구름 베어링 케이지는 원통형 본체로 이루어지고, 전동체들을 수용하기 위해 원주방향으로 서로 이격된 하나 이상의 열의 전동체 포킷이 본체에 형성되어 있으며 예를 들어 윤활제를 수용하기 위해 전동체 포킷 옆에 축방향으로 배치된 일 열의 빈 포킷들이 본체에 형성되어 있다.

전동체의 일반적인 길이가 유지되면 이러한 공지된 구름 베어링 케이지는 전통적인 단열 또는 다열 구름 베어링 케이지보다 더 넓게 형성되고, 또는 빈 포킷들의 추가적인 축방향 공간 요건을 보상하기 위해 전동체의 길이가 단축될 수밖에 없는 것이 단점이다. 그러므로 이런 공지의 구름 베어링 케이지를 위한 제조 비용이 증가하는데, 재료 요건이 까다로워지고 빈 포킷들을 위한 추가적인 가공 작업이 필요하며, 구름 베어링 케이지를 구비하는 구름 베어링의 정격 하중은 단축된 전동체에서 작아지기 때문이다.

이러한 배경에서 본 발명의 과제는 용이하게 제조할 수 있으며 전통적인 구름 베어링 케이지보다 더 많은 재료 비용을 필요로 하지 않으며 전통적인 구름 베어링 케이지에 비해 크기의 변함이 없으며 이에 상응하게 실제로 같은 특성들을 가지며 의도한 윤활제 공급을 가능하게 하는 구름 베어링 케이지를 갖는 구름 베어링을 제공하는 데 있다. 그외에도, 본 발명의 과제는 그와 같은 구름 베어링 케이지의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제의 해결을 위해 본 발명은 하나 이상의 열의 전동체를 수용하기 위해 하나 이상의 열에 배치된 복수의 전동체 포킷을 가지는 구름 베어링 케이지를 갖는 구름 베어링에 근거하며, 구름 베어링 케이지는 2개의 가로 링과 이들을 연결하는 복수의 크로스 브리지로 이루어지고, 크로스 브리지 사이에는 전동체 포킷들이 형성되어 있으며, 구름 베어링 케이지는 하나 이상의 빈 포킷을 갖는다. 본 발명에 따라 구름 베어링 케이지는 전동체 포킷들의 수에 상응하는 것보다 더 적은 전동체들을 하나의 열에서 구비하므로, 전동체 케이지는 전동체 포킷들의 하나 이상의 열에서 전동체를 가지지 않은 하나 이상의 빈 포킷을 갖는다.

이 구름 베어링 케이지는 전동체 포킷들이 모두 전동체를 구비한 구름 베어링 케이지와 비교해 똑같이 제조될 수 있지만, 하나 이상의 구름 베어링 포킷이 전동체를 구비하지 않으므로 빈 포킷이 생긴다. 이 빈 포킷은 윤활제의 수용 및/또는 배분에 이용된다.

마찬가지로, 전동체들의 누락에 의해 복수의 빈 포킷들을 형성하는 것이 가능하고, 빈 포킷들의 최대 수는 바람직하게는, 단지 전동체 포킷의 2개마다 하나의 전동체를 구비하도록 한정된다.

케이지의 빈 포킷들의 의도한 이송 효과 또는 펌핑 효과를 케이지의 하나 이상의 회전 방향으로 만들기 위해, 본 발명의 개선예에 따라 빈 포킷들은 전동체 포킷들과 다른 형상을 가질 수 있다. 기본적으로 빈 포킷들은 임의의 기하 구조, 예를 들어 경사진, 원추형인, 구형인, 불균일한, 비대칭인, 전동체 포킷보다 더 작거나 큰 기하 구조를 가질 수 있다. 구체적인 기하 구조는 제조 시간의 절약 및/또는 펌핑 효과에 의해서만 결정될 수 있으며, 제1 제조 단계에 의해 제조된 빈 포킷의 재가공이 회피된다.

예를 들어 전동체 포킷들이 기계 가공에 의해 제조되면, 먼저 원통형 밀링 커터에 의해 전동체 포킷들이 규칙적인 간격으로 구름 베어링 케이지의 둘레에 가공되며, 이어서 전동체들의 수용을 위해 제공되는 포킷들이 그외 프로파일링 커터에 의해 언더컷들을 가지므로, 전동체들이 조립 전에 빠지지 않도록 보호되고 작동 동안 정확하게 안내될 수 있다. 하나 이상의 빈 포킷은 그와 같은 언더컷들을 가지지 않으므로, 제조 비용이 절감된다.

본 발명에 따른 구름 베어링 케이지는 바람직하게는 일체형으로 플라스틱으로 제조될 수 있으며 니들 베어링의 베어링 니들을 수용하기 위해 형성될 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 전동체 포킷들의 영역에서 적어도 언더컷들을 프로파일링 커터에 의해 제조하는 앞서 설명한 방식의 구름 베어링 케이지의 제조 방법이 제시되어 있다. 이런 경우 전동체 포킷들은 원통형 밀링 커터에 의해 제1 단계에서 선가공되고 빈 포킷들은 같은 원통형 밀링 커터에 의해 마감 가공될 수 있다.

바람직하게는, 밀링 커터에 의해 전동체 포킷들과 빈 포킷들의 완전한 기계 가공은 구름 베어링 케이지가 금속, 예를 들어 황동으로 충실하게 이루어지면, 적용된다.

구름 베어링 케이지가 플라스틱으로 이루어지면, 사출 금형 안에 배치된 슬라이드에 의해 구름 베어링 포킷들과 빈 포킷들을 형성하는 것이 가능하다. 그러므로 사출 금형이 매우 복잡하고 비싸기 때문에, 이런 제조 방식은 수가 매우 많은 경우에만 유리하다.

전동체 포킷들이 원통형 밀링 커터에 의해 반경 방향으로 가공되고 빈 포킷들이, 축 오프셋된 같은 원통형 밀링 커터로 케이지 블랭크 안에 가공되면, 빈 포킷들이 얻어지고, 빈 포킷들의 벽들 또는 중심선이 원주 방향으로, 케이지 종축에서 시작하는 반경과 함께 각도를 형성한다. 그러므로 윤활제에 대하여 회전 방향에 따라서 반경 방향으로 안쪽 또는 반경 방향으로 바깥쪽을 향한 펌핑 효과가 달성될 수 있다. 이 경우 빈 포킷의 중심선은 빈 포킷의 축방향으로 정렬된 양 벽들 사이에 축방향으로 연장하는 중심을 의미한다.

전동체 포킷들의 언더컷들을 형성하기 위해 이용되는 프로파일링 커터는 전동체 포킷들 안에서, 원통형 밀링 커터에 의해 형성되는 전동체 포킷들의 측벽들을 따라서 반경 방향으로 안내되며, 축 오프셋된 빈 포킷들을 포함해서 구름 베어링 케이지 내 모든 포킷들을 먼저 원통형 밀링 커터로 제조하는 것이 가능하고, 이어 동일한 방식으로 프로파일링 커터에 의해 언더컷들이 전동체 포킷 안에 가공될 수 있다.

커팅 헤드가 2개의 평행한 원통형 밀링 커터 및 이 밀링 커터와 이격된, 반경 방향을 향한 프로파일링 커터의 수용 및 구동을 위해 장치되어 있으면, 원통형 밀링 커터에 의해 전동체 포킷들을 제조하고 프로파일링 커터에 의해 언더컷들을 제조하는 것이 가능할 수도 있다.

본 발명에 따라 형성되는 구름 베어링의 바람직한 실시예는 하기에서 첨부 도면을 참고하여 더 상세히 설명된다.

도 1은 구름 베어링 케이지를 제조하는 동안 가공 공구를 포함해 본 발명에 따른 구름 베어링 케이지의 반경 방향 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 구름 베어링 니들들의 수용을 위해 정해진 도 1에 따른 본 발명의 구름 베어링 케이지의 평면도이다.

도 1과 도 2에 도시된 구름 베어링 케이지(1)는 특히 변속기 내 아이들러 기어 지지를 위한 니들 베어링용 중실 케이지이다. 구름 베어링 케이지(1)는 플라스틱 또는 금속, 특히 황동으로 이루어질 수 있다. 구름 베어링 케이지(1)는 전동체 포킷들(2) 및 하나 이상의 빈 포킷(5)을 가지며, 이들은 나란한 2개의 가로 링(3)을 연결하는 크로스 브리지(4) 사이에 형성되어 있다. 전동체 포킷들(2)과 빈 포킷들(5)의 다른 점으로서 전동체 포킷들은 전동체 포킷들(2) 내 도시되지 않은 베어링 니들들을 빠지지 않도록 보호하며 작동 동안 안내하기 위해 언더컷들(6)을 갖는다. 언더컷들(6)은, 베어링 니들들이 약간의 압력으로 구름 베어링 포킷들(2) 안으로 삽입되어 그 후 그 안에서 빠지지 않게 고정되도록 형성된다. 구름 베어링 케이지(1)는 단열로 도시되어 있지만, 구조적 조건들의 필요성이 있으면 복열 또는 다열로 형성될 수도 있다.

도시된 실시예에는 베어링 케이지(1)가 도시되어 있으며, 베어링 케이지의 전동체 포킷들(2) 및 빈 포킷들(5)은 밀링에 의해 구름 베어링 케이지(1) 안에 가공되어 있다. 전동체 포킷들(2)을 제조하기 위해, 원통형 밀링 커터(7)가 도시된 것처럼 구름 베어링 케이지(1)를 뚫고 지나갈 때까지 구름 베어링 케이지(1) 쪽으로 반경 방향으로 움직이고, 필요한 길이로 전동체 포킷(2)을 밀링 가공하기 위해 원통형 밀링 커터(7) 및/또는 구름 베어링 케이지(1)가 축방향으로 움직인다.

구름 베어링 포킷들(2)과 다른 횡단면을 갖는 빈 포킷(5)을 제조하기 위해, 원통형 밀링 커터(7) 또는 구름 베어링 케이지(1)가 밀링 커터(7)의 종축에 대하여 가로 방향으로 케이지 종축(10)에 대해 축 오프셋(9)만큼 움직일 수 있으며, 빈 포킷(5)은 앞서 언급한 구름 베어링 포킷(2)과 같은 방식으로 동일한 원통형 밀링 커터(7)에 의해 제조된다. 축 오프셋(9) 때문에 빈 포킷(5)의 측벽들 또는 중심선(11)은 케이지 종축(10)에 대해 일정한 각도로 연장하므로, 구름 베어링에 위치하는 윤활제를 위한 목적한 이송 작용 또는 펌핑 작용이 달성된다.

언더컷(6)을 제조하기 위해, 도 1에 도시된 것처럼 프로파일링 커터(8)는 선제조된 전동체 포킷(2) 안으로 반경 방향으로 삽입되고, 이어 전동체 포킷(2)의 측벽 쪽으로 축방향으로 움직이므로, 제1 언더컷(6)이 생긴다. 선가공된 전동체 포킷(2)의 단부에서 프로파일링 커터(8)가 원주 방향으로 반대편에 있는 전동체 포킷(2) 측벽을 향하여 축방향으로 이동하므로, 실질적으로 전동체 포킷(2)의 직선 단부면이 가공된다. 전동체 포킷(2)의 제2 측벽에 도달한 후 프로파일링 커터(8) 또는 구름 베어링 케이지(1)는, 전동체 포킷(2)의 반대쪽 단부가 도달될 때까지, 반대 방향으로 축방향으로 이동한다. 최종 가공으로서 단부면의 가공이 이루어지므로, 전동체 포킷들(2)의, 도 1 및 도 2에서 볼 수 있는 형상이 가공된다.

도시된 실시예에는 가공된 빈 포킷(5)만이 도시되어 있지만, 하나 이상의 빈 포킷(5)을 구름 베어링 케이지(1) 안에 가공하는 것이 가능하고, 최대, 예를 들어 언더컷들(6)을 갖는 전동체 포킷(2)과 경사진 측벽들을 갖는 빈 포킷(5)을 구름 베어링 케이지(1) 안에 교대로 가공하는 것이 가능하다.

전동체 포킷(2)과 빈 포킷(5)의 합리적 제조를 달성하기 위해, 나란한 2개의 원통형 밀링 커터(7)와 프로파일링 커터(8)가 도시된 대로 하나의 커팅 헤드 안에 배치되어 있으므로, 각각의 경우에 전동체 포킷(2)은 원통형 밀링 커터(7)에 의해 선가공되고, 빈 포킷(5)은 마감 가공되고 선가공된 전동체 포킷(2)이 프로파일링 커터(8)를 이용해 마감 가공된다.

또한, 반경 방향으로 반대편에 있는 전동체 포킷들(2)이 한 번에 밀링 가공될 수 있도록, 원통형 밀링 커터(7')와 프로파일링 커터를 길게 형성하는 것이 가능하다.

구름 베어링 케이지(1)가 중실 플라스틱 케이지로서 형성되어 있으면, 전동체 포킷들(2)과 빈 포킷들(5)이 대응 슬라이드들에 의해 사출 금형에서 형성될 수 있으며, 이 슬라이드들은 실질적으로 반경 방향으로 이동할 수 있다. 그러나 언더컷(6)을 형성하기 위해, 슬라이드들은 들어온 위치에서 확장될 수 있어야 하고 연장하기 위해 원주 방향으로 함께 움직일 수 있어야 하므로, 이들이 언더컷(6)으로부터 이형되어 빠질 수 있다. 많은 슬라이드들을 갖는 그와 같은 사출 금형들은 매우 복잡하며 제조 비용이 비싸며 그러므로 상기 유형의 구름 베어링 케이지(1)의 대량 생산에만 적합하다.

전동체에 필요하지 않은 빈 포킷들(5)은 도 1에 도시된 것처럼, 케이지 종축(10)에 대해 일정한 각도로 경사진 나란한 측벽들을 갖도록 가공될 수 있다. 마찬가지로 전동체 포킷들의 측벽들을 반경 방향으로 벌어지게 또는 모아지게 제조하는 것이 가능하므로, 이들을 원추형으로 또는 구형으로도, 비대칭적으로 또는 구름 베어링 포킷(2)보다 더 작거나 크게 가공하는 것이 가능하다. 빈 포킷(5)을 가공할 때 제조를 단순하게 하는 조치들이 취해질 수 있으며, 특히 빈 포킷들(5)의 가공을 위한 공구가 더 용이하게 설계될 수 있다. 설계 방식에 따라서 의도한 이송 효과 또는 펌핑 효과를 만들거나 윤활제 흐름을 위한 스로틀링 효과 또는 로킹 효과를 조정하는 것도 가능하다. 이들 효과는 구름 베어링의 속도와 회전 방향에 좌우될 수 있다.

1: 구름 베어링 케이지
2: 전동체 포킷
3: 가로 링
4: 크로스 브리지
5: 빈 포킷
6: 언더컷
7, 7': 원통형 밀링 커터
8: 프로파일링 커터
9: 축 오프셋
10: 케이지 종축
11: 빈 포킷의 중심선

Claims (10)

1. 하나 이상의 열의 전동체들을 수용하기 위해 하나 이상의 열에 배치된 복수의 전동체 포킷들(2) 및 하나 이상의 빈 포킷(5)을 포함하는 구름 베어링 케이지(1)를 가지는 구름 베어링으로서, 구름 베어링 케이지(1)는 2개의 가로 링(3)과 이들을 연결하는 복수의 크로스 브리지(4)로 이루어지고, 크로스 브리지들 사이에 전동체 포킷들(2)이 형성되어 있는, 구름 베어링에 있어서,
   구름 베어링 케이지(1)는 하나의 열에서 전동체 포킷들(2)의 수에 상응하는 것보다 더 적은 전동체들을 구비하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 빈 포킷(5)은 전동체 포킷들(2)과 다른 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 빈 포킷(5)은 윤활제의 수용 및/또는 배분을 위해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 하나 이상의 빈 포킷(5)은, 이송 효과 또는 펌핑 효과가 적어도 회전 방향으로 만들어지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 케이지 종축(10)에서 시작하는 반경을 갖는 하나 이상의 빈 포킷(5)의 중심선(11)이 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 크로스 브리지들(4) 및/또는 가로 링들(3)은 전동체 포킷들(2)의 영역에서 조립 전에 전동체들이 빠지지 않게 보호하는 언더컷들(6)을 가지며, 빈 포킷들(5)은 언더컷들(6) 없이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전동체 포킷들(2)은 베어링 니들들의 수용을 위해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구름 베어링.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 구름 베어링 케이지(1)의 제조 방법에 있어서,
   전동체 포킷들(2)은 원통형 밀링 커터(7)에 의해 제1 단계에서 선가공되고 빈 포킷들(5)은 같은 또는 다른 원통형 밀링 커터(7)에 의해 마감 가공되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링 케이지의 제조 방법.
9. 제8항에 있어서, 전동체 포킷들(2)의 영역에서 프로파일링 커터(8)에 의해 적어도 언터컷들(6)이 제조되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링 케이지의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서, 전동체 포킷들(2)은 원통형 밀링 커터(7)에 의해 반경 방향으로 가공되고 빈 포킷들(5)은 같은 또는 다른 원통형 밀링 커터(7)에 의해 축 오프셋(9)을 가지고 가공되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링 케이지의 제조 방법.

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