KR20150146407A - 액시얼 롤링 베어링을 조립하기 위한 공구 - Google Patents

Abstract

한 쌍의 반경 방향 외부 링(31,32)들, 한 쌍의 반경 방향 내부 링(33,34)들 및, 각각 반경 방향 외부 링(31)과 반경 방향 내부 링(33)사이에 삽입되고 반경 방향 외부 링(32)과 반경 방향 내부 링(34)사이에 삽입된 이중 열의 구름 몸체(35, 36)들을 포함한 액시얼 롤링 베어링(30)을 조립하기 위한 공구(20, 50)로서, 상기 공구(20, 50)가 서로 동일한 형상을 가지고 사실상 반 원통 형상을 가진 두 개의 쉘(21,22)들을 포함하고 상기 쉘들이 해당 직경 평면(21',22')들을 따라 접근하고 탄성 수단(23)에 의해 서로 계속해서 고정되는 공구에 있어서,
상기 반경 방향 외부 링들사이에 반경 방향 정렬을 보장하기 위해 상기 쉘(21,22)들은 상기 베어링(30)의 두 개의 반경 방향 외부 링(31,32)들을 반경 방향으로 외부에서 둘러싸는 것을 특징으로 하는 공구

Description

액시얼 롤링 베어링을 조립하기 위한 공구{TOOL FOR ASSEMBLING AN AXIAL ROLLING BEARING}

본 발명은 액시얼 롤링 베어링을 조립하기 위한 공구에 관한 것이다. 특히 상기 베어링은, 볼(ball) 형태의 구름 요소들을 가지고 양방향 작용, 즉 양쪽 방향의 축 하중을 받을 수 있다. 전형적이지만 유일하지 않은 상기 베어링의 적용예는 스핀들(spindle)기계에서 이용되는 베어링이다.

종래기술에 의하면, 축 하중, 다시 말해 베어링의 회전축과 평행한 하중을 전달하기 위해 이용되는 구름 베어링이 공지되어 있다. 상기 베어링들은 볼(ball) 또는 롤러(roller)들과 같은 구름요소들을 가질 수 있다. 액시얼 베어링들은 단방향(single) 또는 양방향으로 작용할 수 있고, 즉 액시얼 베어링들은 회전축의 단방향 또는 양방향을 따라 축 방향 하중을 전달한다. 상기 액시얼 베어링들은 단지 축 방향 하중을 허용하도록 설계되고 따라서 반경 방향 하중에 노출되지 말아야 한다. 상기 베어링들은 분리될 수 있고, 즉 내부 링, 외부 링 및 볼과 케이지(cage)의 군이 별도록 조립될 수 있다.

하기 설명은 예로서 양방향 작용 액시얼 베어링에 관한 것이며 일반적인 사항을 포함한다.

도 1을 참고할 때 상기 베어링(10)은, 반경 방향 외부 링(11), 두 개의 반경 방향 내부 링(12,13)들 및 예를 들어, 볼과 같은 구름 몸체들을 가진 두 개의 크라운(crown)(14,15)들을 포함할 수 있다. 양방향 작용 액시얼 베어링의 전형적인 적용예가 스핀들 기계에 위치한다. 스핀들 기계를 위한 베어링들은 60°의 접촉각을 가져서 높은 강성(stiffness)을 보장하거나 40° 또는 30°의 접촉 각을 가져서 상대적으로 높은 속도를 보장한다. 상기 스핀들 기계에서 이용되는 액시얼 베어링은 다양한 방법, 예를 들어, 도 1에 도시된 단일 반경 방향 외부 링 또는 도 2에 도시된 두 개의 분리된 반경 방향 외부 링들을 가질 수 있다. 후자의 경우에서, 스핀들상에 장착되는 동안, 반경 방향 하중을 전달하지 않는 이러한 베어링들은 충분히 넓은 반경 방향 간격을 가지며 상기 스핀들에 연결되고 반경 방향으로 자유롭게 이동하기 때문에, 두 개의 외부 링들사이에서 어긋난 정렬(misalignment)이 형성된 위험이 매우 높다.

본 발명의 목적은, 양방향으로 작용하는 액시얼 베어링을 스핀들 기계상에 조립하는 동안 이용되는 공구를 형성하여 상기 장착 공구에 의해 상기 베어링이 가지는 두 개의 반경 방향 외부 링들사이에서 반경 방향 정렬을 보장하고 어긋난 정렬상태를 최소값으로 감소시켜서, 베어링의 손상위험을 증가시키고 스핀들의 설치시간을 증가시킬 수 있는 추후 교정 작업을 불필요하게 만드는 것이다.

그러므로, 본 발명에 의하면, 양방향으로 작용하는 액시얼 베어링을 스핀들 기계상에 조립하는 동안 이용되는 공구가 공개되고 상기 공구는 첨부된 독립항의 특징을 가진다.

본 발명의 선호되거나 특히 유리한 또 다른 실시예들이 첨부된 종속항들의 특징을 가진다.

본 발명은 본 발명을 제한하지 않는 첨부된 도면들을 참고하여 상세히 설명된다.

도 1은 단일 반경 방향 외부 링을 가진 액시얼 롤링 베어링을 도시한 축 대칭 단면도.
도 2는, 특히 본 발명을 따르는 공구를 이용하기 적합하고 두 개의 반경 방향 외부 링들을 가진 액시얼 롤링 베어링을 도시한 축 대칭 단면도.
도 3은 본 발명의 선호되는 실시예를 따르고 액시얼 베어링을 조립하기 위한 공구를 정면에서 본 단면도.
도 4는 상기 액시얼 베어링에 공구를 조립한 상태를 도시한 축 대칭 단면도.
도 5는 액시얼 베어링을 조립하기 위한 공구의 제 2 실시예를 도시한 단면도.

도면들을 참고할 때 본 발명의 제 1 실시예에 따라 스핀들 기계에 액시얼 베어링을 조립하기 위한 공구(20)가 도시된다.

공구(20)는 특히 도 2에 도시된 베어링 유닛(30)과 함께 이용될 수 있다. 상세한 설명과 청구항들에서, "반경 방향" 및 "축 방향"과 같은 방향과 위치를 표시하는 용어와 표현은 상기 베어링 유닛(30)의 회전축을 기준으로 해야 한다.

상기 베어링 유닛(30)은, 한 쌍의 반경 방향 외부 링(31, 32)들, 한 쌍의 반경 방향 내부 링(33, 34)들 및, 각각 외부링(31)과 내부 링(33) 및 외부 링(32)과 내부 링(34)사이에 삽입되고 상기 예에서 구 형상을 가진 이중 세트의 구름 몸체(35)들을 포함한다. 이중 외부 링들을 가진 베어링을 구성하는 상기 방법에 의하면, 상기 외부 링들의 생산 공정을 용이하게 만들어서 유리하다. 사실, 외부 링의 기하학적 형상은, 이미 열 처리된 공작물에 대해 정밀 선삭 기계가공(machining precision turning)을 수행하기 위한 연결(grafting)을 더욱 안정되게 만든다.

반경 방향 외부 링(31)은 구름 몸체(35)를 위한 레이스(reaceway)(37)를 내부에 형성하고, 상기 반경 방향 외부 링(32)은 구름 몸체(36)를 위한 레이스(38)를 내부에 형성한다. 유사하게, 반경 방향 내부 링(33)은 구름 몸체(35)를 위한 레이스(39)를 외부에 형성하고, 상기 반경 방향 내부 링(34)은 구름 몸체(36)를 위한 레이스(40)를 내부에 형성한다.

도 3을 참고할 때, 액시얼 베어링을 장착하기 위한 공구(20)는 플라스틱으로 제조되는 것이 선호되고 사실상 반 원통 형상을 가지는 두 개의 쉘(shell)(21,22)들을 포함한다. 상기 두 개의 쉘들은 서로 동일하며 각각의 직경방향 평면(21', 22')을 따라 서로 가압되고 O 링 형태의 탄성링이 선호되는 탄성 요소(23)에 의해 서로 고정될 수 있다. 두 개의 각 반원통형 쉘들은, 공구(20)를 상기 액시얼 베어링(30)에 장착하는 작업 동안 손으로 쥐는 것을 용이하게 만드는 반경 방향 외측 변부(24)를 가질 수 있다.

상기 쉘(shell)(21,22)들이 가지는 반경 방향 내부 직경(Dt)은 기계가공 간격을 가져서, 상기 액시얼 베어링(30)의 반경 방향 외부 링(31,32)들과 공구사이에서 작은 간격을 가진 커플링(coupling)을 항상 허용하는 것이 유리하다. 상기 작은 간격은 상기 설치 작업을 단순화한다. 다시 말해,

Dt≥ Db

이고, 여기서 Db는 상기 액시얼 베어링(30)의 반경 방향 외부 링(31,32)들이 가지는 직경이다. 공구 및 외부 링사이의 반경 방향 간격 즉, 직경(Dt, Db)들사이의 차이는 0.05mm를 초과하지 않는 것이 선호된다.

또한, 상기 공구(20)의 축 방향 길이는 길이(Lb) 즉 두 개의 반경 방향 외부 링(31,32)들이 가지는 축 방향 길이의 합보다 작은 것이 유리하다. 이렇게 하여, 두 개의 반경 방향 외부 링들이 가지는 정렬상태가 개선된다. 그 결과,

Lt ≥ Lb

이다.

본 발명을 따르는 공구의 이용이 도 4를 참고하여 설명된다. 우선, 반경 방향 내부 링(34)이 가열되고 (공지된 형태를 가지고 따라서 도면에 도시되지 않은) 스핀들 기계에서 반경 방향 내부 위치에 장착된다. 다음에, 구름 몸체들의 열(36) 및 반경 방향 외부 링(32)이 상기 내부 링(34)에 배열된다. 계속해서, 상기 제 2 반경 방향 외부 링(31)과 구름 몸체의 열(35)이, 상기 반경 방향 외부 링(32)을 향해 축 방향으로 접근하며 장착된다. 이때, 공구(20)는 외부링(31,32)에 대해 반경 방향 외부 위치내에 삽입된다. 상기 탄성 요소(23)의 저항을 작업자의 작은 하중으로 극복하여 두 개의 쉘(21,22)들이 서로 떨어져 경미하게 이동할 수 있어서, 상기 공구의 장착작업이 용이해 진다. 상기 공구의 두 개의 쉘들이, 일단 삽입되면, 탄성요소(23)의 탄성 귀환작용에 의해 서로를 향해 접근한다. 상기 쉘(21,22)들의 위치는 항상 작업자의 작업시 상대적으로 높은 정밀도를 가지고 조정될 수 있어서 외부 링(31,32)들의 정렬이 보장될 수 있다. 상기 베어링(30)의 조립을 완료하기 위해, 제 2 반경 방향 내부 링(34)이 조립되고, 상기 베어링 유닛(30)은 적합한 고정구 예를 들어, 나사에 의해 구속된다. 다음에, 공구(20)는 제거되고, 상기 베어링(30)의 동심상태(concentricity) 및 직각도(squareness)에 관한 통상적인 점검이 수행된다.

도 5에서, 장착 공구(50)를 가진 본 발명의 제 2 실시예가 도시된다. 앞서 설명한 실시예와 비교할 때, 상기 실시예는 각각의 쉘(21,22)내부에 반경 방향 내측 변부(55)가 존재하는 것이 다르다. 상기 변부(55)는 상기 반경 방향 외부 링(31,32) 주위에 상기 쉘(21,22)들을 배열하여 상기 링들사이에서 추가로 어긋한 정렬을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 상기 해결방법이 가지는 또 다른 특징은 제 1 실시예에 관해 설명한 특징과 일치한다. 특히 상기 쉘(21,22)들은 O 링 형태의 탄성 링이 선호되는 탄성 요소(23)에 의해 서로 고정된다. 또한, 각각의 두 개의 반 원통형 쉘들은, 상기 액시얼 베어링(30)위에 상기 공구(50)를 장착하는 작업동안 작업자에 의한 고정작업을 용이하게 만드는 반경 방향 외측 변부(24)를 가질 수 있다.

흔히 실제로, 상당한 정밀도를 가지고 서로 정렬되어야 하는 두 개의 반경 방향 외부 링들이 상기 액시얼 베어링에 제공되는 경우에서 특히 유리하다. 본 발명을 따르는 조립 공구는 베어링의 외부링들사이의 어긋난 정렬을 최소화하여, 한편으로 베어링의 손상위험을 증가시키고 스핀들의 설치시간을 증가시킬 수 있는 추후 교정 작업을 불필요하게 만든다.

상기 본 발명의 실시예들이외에, 다수의 변형예들이 존재한다는 것을 이해해야 한다. 또한, 예시적인 실시예들은 단지 예로서 제시되며 본 발명의 범위, 적용 또는 구조를 제한하는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 오히려 상기 요약, 상세한 설명은 적어도 한 개의 예시적인 실시예를 위한 개발 계획을 당업자들에게 제공하며, 첨부된 청구항들과 법적으로 동등한 권리에 공개된 범위내에서 예시적인 실시예에 설명된 기능과 구조에 대해 다양한 변화가 만들어질 수 있다.

Db....반경 방향 외부 직경,
Lb.....전체 축 방향 길이,
20,50....공구,
31,32.....반경 방향 외부 링,
33,34.....반경 방향 내부 링.

Claims (7)

1. 미리 정해진 반경 방향 외부 직경(Db) 및 미리 정해진 전체 축 방향 길이(Lb)를 가진 한 쌍의 반경 방향 외부 링(31,32)들, 한 쌍의 반경 방향 내부 링(33,34)들 및, 각각 반경 방향 외부 링(31)과 반경 방향 내부 링(33)사이에 삽입되고 반경 방향 외부 링(32)과 반경 방향 내부 링(34)사이에 삽입된 이중 열의 구름 몸체(35, 36)들을 포함한 액시얼 롤링 베어링(30)을 조립하기 위한 공구(20, 50)로서, 상기 공구(20, 50)가 서로 동일한 형상을 가지고 사실상 반 원통 형상을 가진 두 개의 쉘(21,22)들을 포함하고 상기 쉘들이 해당 직경 평면(21',22')들을 따라 접근하고 탄성 수단(23)에 의해 서로 계속해서 고정되는 공구에 있어서,
   상기 반경 방향 외부 링들사이에 반경 방향 정렬을 보장하기 위해 상기 쉘(21,22)들은 상기 베어링(30)의 두 개의 반경 방향 외부 링(31,32)들을 반경 방향으로 외부에서 둘러싸고 상기 쉘(21,22)들의 반경 방향 내부 직경(Dt)은 상기 베어링(30)의 반경 방향 외부 링(31,32)들이 가지는 반경 방향 외부 직경(Db)보다 크거나 동일한 것을 특징으로 하는 공구.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 쉘(21,22)들은 플라스틱재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 공구.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 작업자가 상기 공구(20,50)를 더욱 용이하게 쥐기 위하여 각각의 쉘(21,22)은 반경 방향 외측 변부(24)를 가지는 것을 특징으로 하는 공구.
   
4. 전항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성 수단(23)은 "O 링"인 것을 특징으로 하는 공구.
   
5. 전항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉘(21,22)들이 가지는 반경 방향 내부 직경(Dt)과 상기 베어링(30)이 가지는 반경 방향 외부 링(31,32)들의 반경 방향 외부 직경(Db)사이의 차이는 0.05mm보다 작거나 동일한 것을 특징으로 하는 공구.
   
6. 전항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공구(20,50)의 축 방향 길이(Lt)는 상기 두 개의 반경 방향 외부 링(31,32)들이 가지는 전체 축 방향 길이보다 크거나 동일한 것을 특징으로 하는 공구.
   
7. 전항들 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 쉘(21,22)은 반경 방향 내측 변부(55)를 가지는 것을 특징으로 하는 공구.
   

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