KR20160107194A

KR20160107194A - 셀프 로킹 베어링을 갖는 회전 연결부

Info

Publication number: KR20160107194A
Application number: KR1020167019095A
Authority: KR
Inventors: 크리스티안 누이쓸; 크리스티안 쉬프하우어; 크리스티안 포어스트너; 해리 기어
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-09-13
Also published as: CN105874228A; JP2017508113A; US20160327099A1; WO2015106747A1; DE102014200725A1; EP3094877A1; EP3094877B1; CN105874228B

Abstract

본 발명은 내측 링(2) 및 하나 이상의 외측 링(3)을 구비한, 특히 실링 팬던트의 지지를 위한 셀프 로킹 베어링(1)을 갖는 회전 연결부에 관한 것이며, 이때, 베어링(1)은 평 베어링으로 형성되며, 반경 방향으로 하나 이상의 내측 링(2)과 하나 이상의 외측 링(3) 사이에 배치된 중간 링(4)을 포함하며, 각각의 링은 외부로부터 접근 불가능한 하나 이상의 환형의 활주면을 포함하며, 하나 이상의 내측 링(2)과 외측 링(3) 사이에 제1 활주 쌍(5)이 제공되며, 중간 링(4)과 하나 이상의 외측 링(3) 사이에 제2 활주 쌍(6)이 제공되며, 활주 쌍(5, 6)의 활주면은 마찰 방지 래커로 코팅된다.

Description

셀프 로킹 베어링을 갖는 회전 연결부{ROTATIONAL CONNECTION BY MEANS OF A SELF-LOCKING BEARING}

본 발명은 내측 링 및 하나 이상의 외측 링을 구비한, 특히 실링 팬던트(ceiling pendant)의 지지를 위한 셀프 로킹 베어링을 갖는 회전 연결부에 관한 것이다.

셀프 로킹 베어링을 갖는 회전 연결부는 상이한 응용 분야에서 필요하다. 이를 위한 예는, 예를 들어 의료기기용 실링 팬던트, 도장 로봇, 자전거 로커 아암, 헬리오스탯(heliostat)의 메인 베어링 및 다른 응용이다.

모든 응용에서, 회전 연결부 및 셀프 로킹 베어링의 수명에 걸쳐, 전반적으로 일정한 조정 토크 또는 작동 토크가 필요하다. 셀프 로킹 베어링을 갖는 종래의 회전 연결부는, 원하는 셀프 로킹을 형성하기 위해, 통상 구름 베어링 및 별도의 제동 요소 또는 마찰 요소를 포함한다. 구름 베어링을 기초로 하는 셀프 로킹 베어링을 갖는 회전 연결부는 정비가 적을 뿐만 아니라, 정비 의무가 있도록 형성될 수 있다. 정비가 적은 경우에는 단 한 번의 윤활이 수행되며, 두 번째 변형예에서는 규칙적인 후속 윤활이 요구된다. 그러나 그리스 또는 오일과 같은 윤활제의 사용 시에 구름 베어링 내에는 항상, 베어링 내부로부터 윤활제의 누출 및 유출의 위험이 존재한다. 따라서, 청결도가 중요한 응용 분야, 예를 들어 수술실 내에 조립된 의료기기의 실링 팬던트는 문제가 된다. 또한, 클린룸 내의 사용 시에도, 윤활제의 누출 및/또는 증발을 방지하기 위해 특별한 조치가 취해져야 한다.

본 발명의 과제는 청결도가 중요한 영역 내의 응용을 위해서도 적합한 셀프 로킹 베어링을 갖는 회전 연결부를 제공하는 것이다.

상기 과제의 해결을 위해, 본 발명에 따라, 상술된 유형의 회전 연결부에서, 베어링은, 평 베어링으로 형성되며, 반경 방향으로 하나 이상의 내측 링과 하나 이상의 외측 링 사이에 배열된 중간 링을 포함하며, 각각의 링은 외부로부터 접근 불가능한 하나 이상의 환형 활주면을 포함하며, 제1 활주 쌍이 하나 이상의 내측 링과 외측 링 사이에 제공되며, 제2 활주 쌍이 중간 링과 하나 이상의 외측 링 사이에 제공되며, 활주 쌍의 활주면은 마찰 방지 래커(anti friction lacquer)로 코팅된다.

셀프 로킹 베어링을 갖는 종래의 회전 연결부와는 달리, 본 발명에 따른 회전 연결부에서는 구름 베어링이 생략되며, 그 대신 마찰 방지 래커로 코팅된 활주면이 제공되며, 상기 활주면은 다른 활주면과 함께 활주 쌍을 형성한다. 따라서, 이는, 두 개의 환형 활주면이 서로에 대해 직접 작동하기 때문에, 그리스 또는 오일이 필요 없는 건식 작동 활주 쌍을 나타낸다.

본 발명에 따른 회전 연결부에서, 마찰 방지 래커를 포함하는 활주면은 마찰 방지 래커가 코팅된 앵커 코팅층(anchor coating) 또는 비상 코팅층을 포함할 수 있다. 앵커 코팅층 또는 비상 코팅층은 제조 중에 먼저 코팅된 다음, 마찰 방지 래커가 앵커 코팅층 또는 비상 코팅층에 코팅된다. 회전 연결부의 정상 작동 중에 마찰 방지 래커는, 마찰 방지 래커가 폐쇄될 경우에야 비로소 작동 활주면을 형성하고 앵커 코팅층 또는 비상 코팅층이 작동한다. 앵커 코팅층 또는 비상 코팅층은 예를 들어 인산망간 및/또는 황화 몰리브덴을 포함할 수 있거나 그로부터 형성될 수 있다.

바람직하게, 상술된 모든 변형예는, 마찰 방지 래커를 포함하지 않는 활주 쌍의 활주면이 통상 코팅되지 않는다는 공통점을 포함한다. 바람직하게는, 비코팅 활주면은 베어링 링의 작동면과 유사하게 금속 표면이다.

본 발명의 범주 내에서, 활주 쌍은 평 베어링 디스크 쌍으로서 형성되며, 제1 평 베어링 디스크는 하나 이상의 내측 링에, 그리고 제2 평 베어링 디스크는 외측 링에, 그리고/또는 제1 평 베어링 디스크는 중간 링에, 그리고 제2 평 베어링 디스크는 하나 이상의 외측 링에 배치된다. 따라서, 링들은 지지 가능한 표면 품질을 갖는 상응하는 평 베어링 디스크를 포함한다. 이 경우에, 두 개의 평 베어링 디스크는 각각 하나의 활주 쌍을 형성하며, 평 베어링 디스크 중 하나는 마찰 방지 래커로 코팅되는 반면, 다른 평 베어링 디스크는 통상 코팅되지 않는다.

본 발명의 다른 구성에서, 평 베어링의 가압력 및/또는 셀프 로킹의 설정을 위해, 중간 링은 내측 링과 나사 결합 가능하거나 나사 결합된 조정 수단으로서 형성될 수 있다. 상기 설정은 내측 링 내로 중간 링의 다소 강한 나사 결합에 의해 수행될 수 있다. 이어서, 조정 수단은 바람직하게는 고정 나사(set screw)에 의해 고정될 수 있고, 이로써 나사 결합부의 풀림이 방지된다.

조정 수단을 이용하여, 활주 쌍의 원하는 가압력 또는 접촉력이 생성될 수 있으며, 그리고/또는 설정될 수 있다. 원하는 셀프 로킹을 설정하기 위해, 축방향 또는 반경 방향 조정 수단을 이용하여, 활주 쌍의 두 개의 활주면의 상대 위치가 적어도 최소로 보정될 수 있다.

대안적으로 또는 추가로, 본 발명에 따른 회전 연결부에서, 결정된 가압력의 생성을 위해, 하나 이상의 예압된 탄성 요소가 활주 쌍에 할당될 수 있다. 하나 이상의 탄성 요소는 활주 쌍의 두 개의 활주면을 결정된 힘으로 서로에 대해 가압하여, 두 개의 활주면의 회전 시에 서로에 대한 마찰이 발생한다. 이러한 마찰은 바람직하며 셀프 로킹을 생성함으로써, 활주면 및 이와 연결된 부품들의 추가의 회전이 방지된다.

탄성 요소는 바람직하게는 활주면의 주연부 상에 분배되어 배치된 하나 또는 복수의 디스크 스프링 또는 하나 또는 복수의 파형 링 스프링을 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예가 도면에 도시되며 상세히 설명된다.

도 1은 셀프 로킹 베어링을 구비한 본 발명에 따른 회전 연결부의 측면 단면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 베어링의 평면도를 도시한다.
도 3은 도 1에 도시된 베어링의 사시도를 도시한다.

도 1에서 측면 단면도로 도시된 베어링(1)은 의료기기의 실링 팬던트를 지지하는 회전 연결부의 구성 부품이다.

셀프 로킹 베어링(1)을 갖는 회전 연결부는 내측 링(2), 외측 링(3) 및 반경 방향으로 내측 링(2)과 외측 링(3) 사이에 배치된 중간 링(4)을 포함한다.

제1 활주 쌍(5)은 내측 링(2)과 외측 링(3) 사이에 형성되며, 제2 활주 쌍(6)은 중간 링(4)과 외측 링(3) 사이에 형성된다. 이로써, 베어링(1)은 평 베어링으로서 형성되며, 각각의 활주 쌍(5, 6)은 마찰 방지 래커로 코팅된 활주면을 포함한다.

외측 링(3)은, 다른 구성 부품, 예를 들어 의료기기의 실링 팬던트의 지지 아암과 외측 링(3)을 연결하기 위해, 관통 보어(7)를 포함한다. 유사하게, 내측 링(2)과 실링 팬던트의 다른 부품을 연결하기 위해, 내측 링(2)은 블라인드 홀 나사산(8)을 포함한다. 베어링(1)에 의해, 실링 팬던트의 두 개의 부품, 예를 들어 두 개의 지지 아암이 서로 회전 가능하게 지지된다.

도 1에 도시된 실시예에서, 두 개의 활주 쌍(5, 6)이 평 베어링 디스크 쌍으로서 형성되는 것을 알 수 있다. 제1 활주 쌍(5)은, 내측 링(2)에 제1 평 베어링 디스크(9)를 포함하며, 외측 링(3)에 제2 평 베어링 디스크(10)를 포함하며, 중간 링(4)에 제1 평 베어링 디스크(11)를 포함하며, 외측 링(3)에 제2 평 베어링 디스크(12)를 포함한다.

두 개의 활주 쌍(5, 6)에서, 제1 평 베어링 디스크(9, 11)는 각각 마찰 방지 래커가 코팅된 활주면을 포함한다. 활주면은, 마찰 방지 래커가 코팅된 인산망간 및/또는 황화 몰리브덴으로 이루어진 앵커 코팅층 또는 비상 코팅층을 포함한다. 마찰 방지 래커를 포함하지 않는 활주 쌍(5, 6)의 활주면은 도시된 실시예에서 제2 평 베어링 디스크(10, 12)이며 코팅되지 않는다.

도 1에 도시된 중간 링(4)은 조정 링으로서 형성된다. 두 개의 활주 쌍의 가압력의 축방향 설정은 내측 링(2)과 중간 링(4)의 나사 결합을 통해 수행되며, 이를 위해, 내측 링(2)의 외측면에는 외측 나사산이 그리고 중간 링(4)의 내측 면에는 내측 나사산이 배치된다. 결정된 가압력의 설정 후에, 두 개의 고정 나사(13)가, 회전 방지부로서 이용되는 내측 링(2)의 상응하는 나사산 내로 나사 결합된다. 내측 링(2)의 두 개의 나사산이 서로에 대해 대향하여 놓이고, 나사 결합된 고정 나사(13)가 내측 링(2)과 중간 링(4) 사이의 나사 결합의 풀림을 방지한다.

다른 실시예에서, 하나 또는 복수의 디스크 스프링, 또는 하나 또는 복수의 파형 링 스프링을 포함하는 예압된 탄성 요소가 결정된 가압력의 생성을 위해 활주 쌍에 할당될 수 있다.

베어링(1)은, 정비가 필요 없는 장점을 포함하는데, 그 이유는 마찰 방지 래커로 코팅된 활주 쌍(5, 6)의 활주면이 전체 수명에 걸쳐 윤활 또는 오일 충전을 통한 정비가 요구되지 않기 때문이다. 윤활제가 필요 없기 때문에, 베어링으로부터 윤활제의 유출이 반드시 방지되어야 하는 환경에 베어링(1)이 사용될 수 있다. 베어링(1)의 다른 장점은, 롤링 바디 및 롤링 바디 케이지의 생략으로 인해, 이로 인한 지지력의 감소 없이, 구조 크기가 감소된다는 것이다. 활주 쌍의 마찰 방지 래커는, 절삭 없이 제조된 평 베어링 디스크 또는 앵귤러 접촉 베어링 디스크의 활주면 상에 코팅되는 무 정비 건식 작동의 마찰 방지 래커로 형성된다. 평 베어링 디스크는 대향하는 추가의 평 베어링 디스크와 함께 활주 쌍을 형성하며, 대안적으로 평 베어링 디스크는 대응 윤곽부에, 예를 들어 외측 링에 직접 작동될 수 있다.

베어링(1)에 제공된 활주 쌍(5, 6)은 규정된 작동 토크 또는 조정 토크를 생성하며, 추가 또는 별도의 제동 요소 또는 마찰 요소가 요구될 필요 없이, 베어링(1) 내에서 직접 셀프 로킹력을 생성한다. 또한, 조정 수단에 의해 셀프 로킹력의 매칭 또는 후속 조정이 가능하다.

1: 베어링
2: 내측 링
3: 외측 링
4: 중간 링
5: 활주 쌍
6: 활주 쌍
7: 관통 보어
8: 블라인드 홀 나사산
9: 평 베어링 디스크
10: 평 베어링 디스크
11: 평 베어링 디스크
12: 평 베어링 디스크
13: 고정 나사

Claims

내측 링(2) 및 하나 이상의 외측 링(3)을 구비한, 특히 실링 팬던트의 지지를 위한 셀프 로킹 베어링(1)을 갖는 회전 연결부에 있어서,
베어링(1)은 평 베어링으로 형성되며, 반경 방향으로 하나 이상의 내측 링(2)과 하나 이상의 외측 링(3) 사이에 배치된 중간 링(4)을 포함하며, 각각의 링은 외부로부터 접근 불가능한 하나 이상의 환형의 활주면을 포함하며, 하나 이상의 내측 링(2)과 외측 링(3) 사이에 제1 활주 쌍(5)이 제공되며, 중간 링(4)과 하나 이상의 외측 링(3) 사이에 제2 활주 쌍(6)이 제공되며, 활주 쌍(5, 6)의 활주면이 마찰 방지 래커로 코팅되는 것을 특징으로 하는 회전 연결부.
제1항에 있어서, 마찰 방지 래커를 포함하는 활주면은, 마찰 방지 래커가 코팅된 앵커 코팅층 또는 비상 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 연결부.
제2항에 있어서, 앵커 코팅층 또는 비상 코팅층은 인산망간으로 형성되거나 인산망간을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 연결부.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 마찰 방지 래커를 포함하지 않는 활주 쌍(5, 6)의 활주면은 코팅되지 않는 것을 특징으로 하는 회전 연결부.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 활주 쌍(5, 6)은 평 베어링 디스크 쌍으로서 형성되며, 제1 평 베어링 디스크(9)는 하나 이상의 내측 링(2)에, 그리고 제2 평 베어링 디스크(10)는 외측 링(3)에, 그리고/또는 제1 평 베어링 디스크(11)는 중간 링(4)에, 그리고 제2 평 베어링 디스크(12)는 하나 이상의 외측 링(3)에 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 연결부.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 링(4)은, 평 베어링의 가압력 및/또는 셀프 로킹의 설정을 위해, 내측 링(2)과 나사 결합 가능하거나 나사 결합된 조정 수단으로서 형성되며, 조정 수단은 바람직하게는 고정 나사(13)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 회전 연결부.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 결정된 가압력의 생성을 위해, 하나 이상의 예압된 탄성 요소가 활주 쌍(5, 6)에 할당되는 것을 특징으로 하는 회전 연결부.
제7항에 있어서, 탄성 요소는 하나 또는 복수의 디스크 스프링 또는 파형 링 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 연결부.