KR20140020988A

KR20140020988A - 반경 방향 롤링 베어링용, 특히 원통형 롤러 베어링용 또는 니들 롤러 베어링용 베어링 링

Info

Publication number: KR20140020988A
Application number: KR1020137028705A
Authority: KR
Inventors: 얀-레네 아우스트; 하인츠 쉐퍼스; 마티아스 픽
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2014-02-19
Also published as: EP2705265B1; CN103502667B; WO2012150049A1; CN103502667A; ES2544835T3; EP2705265A1; DE102011075157A1; US20140147070A1; US9022664B2

Abstract

본 발명은 반경 방향 롤링 베어링용, 특히 원통형 롤러 베어링 또는 니들 롤러 베어링용 베어링 링(1)에 관한 것이며, 상기 베어링 링은 링의 반경 방향 외부면(2, 3) 중 한 면에 일 세트의 케이지 없는 회전체용 또는 케이지(5)를 통해 안내되는 원통형 회전체(6)용 트랙(4)을 포함하고, 상기 베어링 링의 축방향 선단부면(7, 8)에는 회전체(6)의 트랙(4)을 축방향으로 제한하는 1개 또는 2개의 가이드 플랜지(9, 10)가 접착에 의해 고정되어 있다. 본 발명에 따라 각각의 가이드 플랜지(9, 10)는 수평 고정 아암(11, 13)과 수직 플랜지 아암(12, 14)을 갖는 직각의 프로파일 단면을 포함하고, 베어링 링(1)의 축방향 선단부면(7, 8)에서 상기 가이드 플랜지의 수평 고정 아암(11, 13)은 각각 환형 축방향 홈(15, 16) 내에 접착되며, 이때 각각의 축방향 홈(15, 16)의 폭은 각 고정 아암(11, 13)의 재료의 두께보다 넓고, 각각의 가이드 플랜지(9, 10)는 해당되는 축방향 홈(15, 16)의 외측벽(17, 19) 뿐만 아니라 내측벽(18, 20)과 접촉되어 있는 고정 아암(11, 13)의 프로파일부(21, 22)를 통해 각 축방향 홈(15, 16)에 반경 방향으로 위치 고정될 수 있다.

Description

반경 방향 롤링 베어링용, 특히 원통형 롤러 베어링용 또는 니들 롤러 베어링용 베어링 링{BEARING RING FOR A RADIAL ROLLING BEARING, IN PARTICULAR FOR A CYLINDRICAL ROLLER BEARING OR NEEDLE BEARING}

본 발명은 반경 방향 롤링 베어링용 베어링 링에 관한 것이며, 상기 베어링 링은 링의 반경 방향 외부면 중 한 면에 일 세트의 케이지 없는 회전체용 또는 케이지를 통해 안내되는 원통형 회전체용 트랙을 포함하고, 상기 베어링 링의 축방향 선단부면에서는 회전체의 트랙을 축방향으로 제한하는 1개 또는 2개의 가이드 플랜지가 접착에 의해 고정되어 있으며, 본 발명은 특히 바람직하게 원통형 롤러 베어링용 또는 니들 롤러 베어링용 베어링 링에서 실현 가능하다.

롤링 베어링 기술에서 원통형 롤러 베어링이나 니들 롤러 베어링의 베어링 링에서 플랜지는 주로 베어링 링의 외부면에서 롤링하는 회전체용 축방향 가이드로서 사용된다는 것이 일반적으로 공지되어 있다. 일반적으로 이러한 플랜지는 베어링 링과 단일체로 형성되어 있고 베어링 링을 절삭하는 작업을 통해 제조된다. 게다가 플랜지를 별도의 부품으로 제조한 다음, 예컨대 용접, 납땜 또는 또한 접착에 의해 베어링 링에 고정시키는 것이, 이미 오래전부터 공지되어 있다.

접착된 가이드 플랜지를 가지는 범용형 롤링 베어링 레이스 링은 예컨대 문헌 DE 41 33 442 A1호로부터 공지되어 있다. 이러한 롤링 베어링 레이스 링에서 평평한 측면으로 형성된 가이드 플랜지는 회전체에 인접하는 칼라(collar)를 통해 직접 롤링 베어링 레이스 링에 지지되어 있고, 회전체로부터 떨어져 있는 칼라의 외면에 접착제를 수용하기 위한 원형 링 형태의 갭(gap)이 이어진다.

또한 문헌 DE 102 00 811 A1호로부터 롤링 베어링 링이 공지되어 있고, 상기 베어링 링의 링바디는 링바디의 축방향 선단부면의 영역에 또는 링바디의 주행면의 영역에 2개의 가이드 플랜지의 각각 대면하는 접촉면과 각각 접착되어 있다. 이때 링바디의 선단부면이나 주행면은 재료의 밀림를 통해 생성되는 복수의 국소적 함몰부 및 이러한 함몰부를 둘러싸는 융기부를 포함하고, 상기의 융기부에 가이드 플랜지의 접촉면이 접하게 됨으로써, 링바디와 가이드 플랜지 사이에는 접착 물질을 수용하기 위한 일정한 갭이 생성된다.

더욱이 문헌 DE 76 03 570 U호를 통해 접착된 가이드 플랜지를 가지는 롤링 베어링 레이스 링도 공지되어 있으며, 상기 가이드 플랜지는 예컨대 페놀 수지 또는 멜라민 수지와 같이 가교 가능한 경화 수지로 이루어진 접착호일의 중간층을 이용하여 트랙을 포함하는 링바디에 고정되어 있다.

그러나 가이드 플랜지와 베어링 링 사이에 상술되는 모든 공지된 접착 연결의 주요 단점은, 베어링 링과 가이드 플랜지 둘 다 두 부품을 분명히 포지셔닝하기 위한 어떠한 수단들도 서로 포함하지 않아서, 가이드 플랜지는 접착 물질을 경화시킬 때까지 이의 정확한 위치로부터 미끄러짐을 방지하도록 베어링 링에 특별한 보조 장치들로 고정되어야 한다는 것이다. 또한 접착 연결의 전술된 2개의 실시예에서, 초과된 접착 물질이 회전체의 트랙쪽으로 밀려 나오게 되면, 경화된 상태에서 롤링 베어링의 결함 없는 기능을 방해하는 위험이 존재한다.

따라서, 공지된 종래 기술의 상술된 단점들로부터 본 발명의 과제는, 반경 방향 롤링 베어링용, 특히 원통형 롤러 베어링 또는 니들 롤러 베어링용 베어링 링을 설계하는 것이고, 상기 베어링 링에서 가이드 플랜지는 접착 연결 시 베어링 링에 분명한 위치 고정을 포함하고, 회전체의 트랙으로 초과된 접착 물질의 밀림이 배제된다.

본 발명에 따라 이러한 과제는 청구범위 제1항의 전제부에 따른 베어링 링에서, 각각의 가이드 플랜지가 수평 고정 아암과 수직 플랜지 아암을 갖는 직각의 프로파일 단면을 포함하고, 베어링 링의 축방향 선단부면에서 상기 가이드 플랜지의 수평의 고정 아암은 각각 환형 축방향 홈 내에 접착되며, 각각의 축방향 홈의 폭은 각 고정 아암의 재료의 두께보다 넓고, 각각의 가이드 플랜지는 해당되는 축방향 홈의 외측벽 뿐만 아니라 내측벽과 접촉되는 고정 아암의 프로파일부를 통해 각 축방향 홈에 반경 방향으로 위치 고정될 수 있는 방식으로 해결된다.

본 발명에 따라 형성된 베어링 링의 바람직한 구현예들과 실시예들은 종속항들에 기술된다.

이어서 청구범위 제2항에 있어서 본 발명에 따라 형성된 베어링 링에서, 각각의 가이드 플랜지의 고정 아암 뿐만 아니라 플랜지 아암은 규칙적인 n각형의 다각형 형태를 포함하는 것이 제공되고, 이때 각각의 고정 아암의 다각형 모서리는 축방향 홈의 외측벽에 고정되어 있고, 다각형 측면의 중심은 축방향 홈의 내측벽에 고정되어 있다. 이때 전체 형태에서 n각형의 다각형으로서 각각의 가이드 플랜지를 형성하는 것은 공구 비용과 관련하여 바람직하게 딥 드로잉을 통한 무절삭 제조의 경우 비용이 가장 저렴한 것으로 증명되었으나, 플랜지 아암의 자유로운 반경 방향 모서리를 익숙한 방식으로 원형으로 형성하는 것도 가능하다. 마찬가지로 상기 고정 아암을 다각형으로 형성하는 대신에 사인파 유형의 파형으로 제조하는 것도 가능하여서, 이러한 고정 아암의 파고점은 축방향 홈의 외벽부에, 그리고 고정 아암의 파고랑은 축방향 홈의 내벽부에 각각 고정되어 있다.

청구범위 제3항에 있어서 본 발명에 따라 형성된 베어링 링의 다른 특징은, 가이드 플랜지의 다각형 모서리의 수가 플랜지의 재료의 두께, 베어링 링의 크기 및 다각형의 내접원과 외접원을 결정하는 축방향 홈의 내측벽과 외측벽의 직경에 의존하여 베어링 링의 축방향 선단부면에서 규정될 수 있다는 것이다. 이로써 비교적 넓은 축방향 홈과 가이드 플랜지의 작은 재료의 두께는 다각형 모서리가 적은 다각형 형태를 가능케 하는 반면, 좁은 축방향 홈과 가이드 플랜지의 재료의 큰 두께는 상응하게 많은 모서리의 다각형 형태를 요구한다. 그러나 비교적 넓은 축방향 홈이 베어링 링의 축방향 선단부면에서 베어링 링의 상응하는 재료의 두께도 전제로 하기 때문에, 이러한 홈은 상응하게 큰 베어링 링 내에 생성될 수 있어서, 여기서도 대부분의 경우처럼, 자명한 하한이 다각형 모서리들의 최소 수로 설정되어 있다.

더욱이 청구범위 제4항에 있어서 본 발명에 따라 형성된 베어링 링은, 환형 축방향 홈의 깊이가 베어링 링의 1개 또는 2개의 축방향 선단부면에서 각각의 가이드 플랜지의 고정 아암의 길이보다 더 깊고, 각각의 가이드 플랜지는 베어링 링의 축방향 선단부면 중 한 면에 플랜지 아암이 접함으로써 축방향 홈에 축방향으로 고정할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이로써 각각의 가이드 플랜지의 고정 아암은 상기 베어링 링의 선단부면에서 각각의 축방향 홈으로 자유롭게 돌출하여서, 상기 베어링 링의 후면의 선단부면으로써, 접착 연결의 강도를 높이는 데에 기여하는 다른 접착면을 제공한다. 더욱이 베어링 링의 축방향 선단부면에 플랜지 아암이 직접 접하는 것의 장점은, 베어링 링 폭의 정확한 제조 시 상이하게 두꺼운 접착제의 층을 통해 야기되는 회전체용 축방향 가이드 유격의 변동이, 종래 기술로부터 공지되어 있는 것처럼, 더 이상 발생할 수 없다는 것이다.

또한 청구범위 제5항에 있어서 본 발명에 따라 형성된 베어링 링의 바람직한 개선예는, 접착된 가이드 플랜지에 의해 베어링 작동 동안 발생하는 축방향력을 수용하도록, 각각의 가이드 플랜지의 고정 아암은 각각의 가이드 플랜지의 플랜지 아암의 외경의 최소 0.125배부터 0.2배에 상응하는 길이를 포함한다. 이때 플랜지 아암의 외경의 1/8로부터 1/5까지의 고정 아암의 길이의 값은 보통 발생하는 축방향력을 위한 최적치로서 단순히 계산상 증명되었으나, 더 높거나 더 낮은 축방향력의 경우 이러한 최적치와 달리 고정 아암을 더 길게 또는 더 짧게 형성하는 것과, 축방향 홈의 깊이를 베어링 링의 선단부면에서 상응하게 조절하는 것이 배제되지는 않는다.

최종적으로 청구범위 제6항을 통해 본 발명에 따라 형성된 베어링 링의 바람직한 실시예로서, 축방향 홈 내에서 전체의 자유공간은 베어링 링의 축방향 선단부면에서 바람직하게 2성분 접착제의 그룹 또는 혐기성 접착 물질의 그룹으로 구성된 접착 물질로 완전히 채워져 있고, 상기 접착 물질은 예컨대 산화티타늄 또는 알루미늄 분말의 구형의 충전제와 선택적으로 혼합되어 있는 것이 제공된다. 이때 2성분 접착제는 양호한 노화 방지성과 100℃까지의 온도에서 높은 강도를 특징으로 하는 반면, 혐기성 1성분 접착 물질은 -60℃와 +150℃ 사이의 온도에 적합하고, 용매 자유도와, 접착 물질의 강도의 설정 가능성과, 실온에서 공기 중 산소의 부재 하에 금속 접촉을 통한 경화 가능성을 특징으로 한다.

이로써 요약하면 본 발명에 따라 형성된 베어링 링은 종래 기술로부터 공지된 베어링 링에 비해, 고정 아암에서의 프로파일부와 축방향 선단부면에서의 축방향 홈에 의해 직각의 프로파일 단면으로 형성되는 베어링 링의 가이드 플랜지는 베어링 링에서 이미 접착 전에 반경 방향과 축방향으로 서로 정확히 위치 고정되어 있어서, 가이드 플랜지는, 접착 물질이 경화될 때까지 더 이상 상기 플랜지의 정확한 위치로부터 미끄러질 수 없고, 이를 위해 별도의 보조 장치의 추가 조치가 더 이상 필요하지 않는 장점을 포함한다. 또한 베어링 링의 선단부면에서 축방향 홈의 배치에 의해, 과도한 접착 물질이 회전체의 트랙으로 밀려서 경화된 상태로 롤링 베어링의 결함 없는 기능을 방해할 위험이 더 이상 존재하지 않는다. 한편, 완전함을 위해 추가 언급하고자 하는 점에 따르면, 베어링 링의 축방향 선단부면에서 축방향 홈 대신에 베어링 링의 외부의 외부면의 가장자리로 2개의 숄더가 제공됨으로써 외부로 개방된 2개의 축방향 홈이 생성되면, 본 발명에 따라 형성된 가이드 플랜지의 베어링 링에 대한 상술된 접착도 가능하게 된다. 이를 통해 상기 가이드 플랜지는 상기 숄더들의 외경에서만 플랜지의 다각형 고정 아암을 사용하여 위치 고정되고, 이로써 고정 아암과 베어링 링 사이의 접착면의 수도 반으로 줄어들기는 하지만, 이러한 고정은 회전체의 축방향 가이드용 고정으로도 충분한 것으로 증명되었다.

본 발명에 따라 형성된 베어링 링의 바람직한 실시예는 하기와 같이 첨부된 도면과 관련하여 더 자세히 설명된다.
도 1은 다각형의 가이드 플랜지를 가지는 본 발명에 따라 형성된 베어링 링의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따라 형성된 베어링 링의 도 1에 따른 A - A 단면의 확대도이다.

도 1과 도 2는 반경 방향 니들 롤러 베어링의 외부 베어링 링(1)을 분명히 도시하고, 상기 베어링 링은 반경 방향으로 내부의 외부면(3)에 일 세트의 케이지 없는 회전체용 또는 케이지(5)를 통해 안내되는 원통형 회전체(6)용 트랙(4)을 포함하고, 상기 베어링 링의 축방향 선단부면(7, 8)에서 회전체(6)의 트랙(4)을 축방향으로 제한하는 2개의 가이드 플랜지(9, 10)는 접착에 의해 고정된다.

더욱이 도 2에서, 본 발명에 따라 각각의 가이드 플랜지(9, 10)는 수평 고정 아암(11, 13)과 수직 플랜지 아암(12, 14)을 갖는 직각의 프로파일 단면을 포함하고, 베어링 링(1)의 축방향 선단부면(7, 8)에서 상기 가이드 플랜지의 수평 고정 아암(11, 13)은 각각 환형 축방향 홈(15, 16) 내에 접착되어 있는 것을 알 수 있다. 마찬가지로 이때 분명히 알 수 있는 바와 같이, 각각의 축방향 홈(15, 16)의 폭이 각 고정 아암(11, 13)의 재료의 두께보다 넓고, 각각의 가이드 플랜지(9, 10)는, 해당되는 축방향 홈(15, 16)의 외측벽(17, 19) 뿐만 아니라 내측벽(18, 20)과 접촉되어 있는 고정 아암(11, 13)의 도 1에 도시된 프로파일부(21, 22)를 통해 각각의 축방향 홈(15, 16)에 반경 방향으로 위치 고정될 수 있다는 것이다. 분명히 알 수 있는 바와 같이 각각의 가이드 플랜지(9, 10)의 플랜지 아암(12, 14)이 형성되어 있는 상기 프로파일부(21, 22)는, 예컨대 규칙적인 12각형의 다각형(21, 22) 형태를 포함하고, 이때 각각의 고정 아암(11, 13)의 다각형 모서리(23, 24)는 축방향 홈(15, 16)의 외측벽(17, 19)에 고정되어 있고, 다각형 측면(25, 26)의 중심은 축방향 홈의 내측벽(18, 20)에 고정되어 있다. 그러나 가이드 플랜지(9, 10)의 다각형 모서리(23, 24)의 수는 변경 가능하고, 무엇보다 플랜지의 재료의 두께와, 베어링 링(1)의 크기와, 베어링 링(1)의 축방향 선단부면(7, 8)에서 다각형(21, 22)의 내접원과 외접원을 결정하는 축방향 홈(15, 16)의 내측벽(18, 20)과 외측벽(17, 19)의 외경에 의존한다.

또한 도 2에서 볼 수 있듯이, 환형 축방향 홈(15, 16)의 깊이는 베어링 링(1)의 2개의 축방향 선단부면(7, 8)에서 각각의 가이드 플랜지(9, 10)의 고정 아암(11, 13)의 길이(L)보다 더 깊고, 각각의 가이드 플랜지(9, 10)는 베어링 링(1)의 축방향 선단부면(7, 8)에 플랜지 아암(12, 14)이 접함으로써 축방향 홈(15, 16)에 축방향으로도 고정될 수 있다. 이로 인해 베어링 링(1) 폭의 정확한 제조 시, 회전체(6)의 축방향 가이드 유격의 변동은 더 이상 전혀 발생하지 않는다. 또한 도 2는 도 1과 함께 볼 때 적어도 암시적으로 보여지듯이, 접착된 고정 아암(11, 13)의 가이드 플랜지(9, 10)에 의해 베어링 작동 동안 발생하는 축방향력을 수용하도록, 각각의 가이드 플랜지(9, 10)는 각각의 가이드 플랜지(9, 10)의 플랜지 아암(12, 14)의 외경(D)의 0.125배부터 0.2배에 상응하는 길이(L)를 포함하는 것을 도시한다.

결과적으로 도 1의 회색 표시와 도 2의 점 표시를 통해, 축방향 홈(15, 16) 내 전체의 자유공간(27, 28)은 베어링 링(1)의 축방향 선단부면(7, 8)에서, 충전제로서 산화티타늄과 혼합되어 있는 2성분 접착 물질로 완전히 채워져 있다. 이러한 접착 물질은 양호한 노화 방지성과 고강도를 특징으로 하고 비용을 절감하기 위해 산화티타늄과 2대 1의 비율로 혼합되어 있다.

1 베어링 링
2 1의 외부면
3 1의 외부면
4 6을 위한 트랙
5 6을 위한 케이지
6 회전체
7 1의 선단부면
8 1의 선단부면
9 가이드 플랜지
10 가이드 플랜지
11 9의 고정 아암
12 9의 플랜지 아암
13 10의 고정 아암
14 10의 플랜지 아암
15 7의 축방향 홈
16 8의 축방향 홈
17 15의 외측벽
18 15의 내측벽
19 16의 외측벽
20 16의 내측벽
21 9의 프로파일부/다각형
22 10의 프로파일부/다각형
23 9의 다각형 모서리
24 10의 다각형 모서리
25 9의 다각형 측면
26 10의 다각형 측면
27 15 내 자유공간
28 16 내 자유공간
L 11과 13의 길이
D 9와 10의 외경

Claims

반경 방향 롤링 베어링용, 특히 원통형 롤러 베어링 또는 니들 롤러 베어링용 베어링 링(1)이며, 상기 베어링 링은 링의 반경 방향 외부면(2, 3) 중 한 면에 일 세트의 케이지 없는 회전체용 또는 케이지(5)를 통해 안내되는 원통형 회전체(6)용 트랙(4)을 포함하고, 상기 베어링 링의 축방향 선단부면(7, 8)에는 회전체(6)의 트랙(4)을 축방향으로 제한하는 1개 또는 2개의 가이드 플랜지(9, 10)가 접착에 의해 고정되어 있는, 반경 방향 롤링 베어링용 베어링 링(1)에 있어서,
각각의 가이드 플랜지(9, 10)는 수평 고정 아암(11, 13)과 수직 플랜지 아암(12, 14)을 갖는 직각의 프로파일 단면을 포함하고, 베어링 링(1)의 축방향 선단부면(7, 8)에서 상기 가이드 플랜지의 수평 고정 아암(11, 13)은 각각 환형 축방향 홈(15, 16) 내에 접착되며, 이때 각각의 축방향 홈(15, 16)의 폭은 각 고정 아암(11, 13)의 재료의 두께보다 넓고, 각각의 가이드 플랜지(9, 10)는, 해당되는 축방향 홈(15, 16)의 외측벽(17, 19) 뿐만 아니라 내측벽(18, 20)과 접촉되어 있는, 고정 아암(11, 13)의 프로파일부(21, 22)를 통해 각 축방향 홈(15, 16)에 반경 방향으로 위치 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 반경 방향 롤링 베어링용 베어링 링(1).
제1항에 있어서, 각각의 가이드 플랜지(9, 10)의 고정 아암(11, 13) 뿐만 아니라 플랜지 아암(12, 14)은 규칙적인 n각형의 다각형(21, 22)의 형태를 포함하고, 이때 각 고정 아암(11, 13)의 다각형 모서리(23, 24)는 축방향 홈(15, 16)의 외측벽(17, 19)에 고정되어 있고, 다각형 측면(25, 26)의 중심은 축방향 홈의 내측벽(18, 20)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 반경 방향 롤링 베어링용 베어링 링(1).
제2항에 있어서, 가이드 플랜지(9, 10)의 다각형 모서리(23, 24)의 수가 플랜지의 재료의 두께와 베어링 링(1)의 크기 및 다각형(21, 22)의 내접원과 외접원을 결정하는 축방향 홈(15, 16)의 내측벽(18, 20)과 외측벽(17, 19)의 직경에 의존하여 베어링 링(1)의 축방향 선단부면(7, 8)에서 규정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 반경 방향 롤링 베어링용 베어링 링(1).
제1항에 있어서, 환형 축방향 홈(15, 16)의 깊이가 베어링 링(1)의 1개 또는 2개의 축방향 선단부면(7, 8)에서 각각의 가이드 플랜지(9, 10)의 고정 아암(11, 13)의 길이(L)보다 더 깊고, 각각의 가이드 플랜지(9, 10)는 베어링 링(1)의 축방향 선단부면(7, 8) 중 한 면에 플랜지 아암(12, 14)이 접함으로써 축방향 홈(15, 16)에 축방향으로 고정할 수 있는 것을 특징으로 하는, 반경 방향 롤링 베어링용 베어링 링(1).
제4항에 있어서, 접착된 고정 아암(11, 13)의 가이드 플랜지(9, 10)에 의해베어링 작동 동안 발생하는 축방향력을 수용하도록 각각의 가이드 플랜지(9, 10)는 각각의 가이드 플랜지(9, 10)의 플랜지 아암(12, 14)의 외경(D)의 0.125배부터 0.2배에 상응하는 하나 이상의 길이(L)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반경 방향 롤링 베어링용 베어링 링(1).
제1항에 있어서, 축방향 홈(15, 16) 내에서 전체의 자유공간(27, 28)은 베어링 링(1)의 축방향 선단부면(7, 8)에서 바람직하게 2성분 접착제의 그룹 또는 혐기성 접착 물질의 그룹으로 구성된 접착 물질로 완전히 채워져 있고, 상기 접착 물질은 예컨대 산화티타늄 또는 알루미늄 분말의 구형의 충전제와 선택적으로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는, 반경 방향 롤링 베어링용 베어링 링(1).