KR20200139683A - 볼 베어링 케이지 및 볼 베어링 - Google Patents

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다니엘 아르마니
허버트 니더마이어
올라프 포이쎄
홀거 슈르츠
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게브르. 레인푸르트 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 볼 베어링 케이지 및 이러한 볼 베어링 케이지를 가지는 볼 베어링에 관한 것이다. 이 볼 베어링 케이지(2)는 방사방향으로 에워싸는 환형 바디(4)를 가지며, 원주 방향(6)으로 기본적으로 균일하게 배분된, 사전에 설정될 수 있는 축방향 길이(16)를 가지고 축방향으로 돌출하는 웨브(18)가 상기 바디 위에 배치되어 있으며, 이때 웨브들은 축방향(14)으로 한쪽이 개방되어 있는 다수의 볼 포켓(8)을 형성하므로 이 볼 포켓 안에 그에 대응하는 수의, 사전에 설정될 수 있는 볼 직경(12)을 가지는 볼(10)이 수용될 수 있다. 적어도 하나의 웨브(18)에 대하여 가이드 영역(24)은 볼 베어링 링(42, 44)의 구름 홈(46, 48)과의 결합을 위해 형성되어 있다. 이 웨브(18)의 축방향 길이(16)는 적어도 이 볼 직경(12)에 상응한다.

Description

볼 베어링 케이지 및 볼 베어링
본 발명은 볼 베어링 케이지 및 이와 같은 종류의 볼 베어링 케이지를 가지는 볼 베어링에 관한 것이다.
롤링 베어링은 소위 내측 링과 외측 링 사이에서 회전하는 바디, 즉 롤링 바디가 마찰 저항을 감소시키는 베어링이다. 이들은 축과 샤프트의 고정 장치로서 이용되며, 이때 이들은, 모델에 따라, 방사상 힘 및/또는 축방향 힘을 흡수하며 동시에 샤프트의 회전 또는 축에 지지된 부재들, 예를 들어 휠의 회전을 가능하게 한다.
볼 베어링들은 이러한 롤링 베어링의 하위 그룹들이며, 이때 볼은 롤링 바디로서 이용된다 (다른 롤링 베어링 하위 그룹들은 예를 들어 원통형 롤러(cylindrical roller), 테이퍼 롤러(tapered roller) 등처럼 각각의 경우에 대응하는 롤링 바디를 가지는 원통형 롤러 베어링, 테이퍼 롤러 베어링, 니들 베어링, 구면(spherical) 롤러 베어링 또는 토로이달(toroidal) 롤러 베어링이다).
볼 베어링의 개별 볼이나 또는 볼 베어링의 볼 세트(즉, 볼 베어링 내 주변 열(peripheral row)에 배치되는 모든 볼들)를 배치하기 위한 볼 베어링 케이지 역시 이미 공지되어 있으며 그리고 (볼 베어링 내 볼 세트의) 볼을 볼 베어링의 원주 방향으로 거의 같은 거리로 제자리에 유지하는 과제를 가지고 있다. 이때 또는 이를 위해 상기 볼들은 각각 볼 베어링 케이지를 통해 형성된 소위 볼 포켓 안에 수용되어 있다.
이와 같은 볼 베어링 케이지의 다양한 실시예들 역시 이미 공지되어 있으며, 예를 들어 윈도우 케이지(window cage)(경우에 따라서는 매시브 케이지(massive cage)라고도 불림) 및 1 부재 (도 14) 또는 2 부재 스냅 케이지(snap cage)로 공지되어 있다.
볼 베어링의 윈도우 케이지에 있어서 롤링 바디, 즉 볼들은 윈도우 케이지를 통해 - 일반적으로 일체형으로 - 형성된 폐쇄형 프로파일, 즉 볼 포켓 안에 삽입되어 있다.
그에 반해, 볼 베어링의 스냅 케이지의 경우에 있어 볼들은 - 환형 바디에, 소위 케이지 백(cage back)에서 축방향으로 돌출하면서 그리고 볼 베어링의 원주 방향으로 기본적으로 균일하게 분배되어 배치된 - 바아들을 통해 제자리에 유지된다. 이때, 이 볼 베어링의 원주 방향으로 인접하여 배치된 2개의 바아들은 각각 그와 같은 스냅 케이지의 경우에서는 한/그 볼(a or the ball)을 수용하기 위한 볼 포켓을 형성하며, 이의 스냅 개구, - 왜냐하면 폐쇄형 프로파일로서 형성되어 있지 않기 때문에 - 즉 볼 베어링의 원주 방향으로 인접한 2개 바아 단부 간 “자유(free)” 거리는 일반적인 경우에 이 볼 포켓 안에 수용되어 있는 볼의 볼 직경보다 더 작으므로(원주 방향으로 인접한 2개 바아의 평균 거리는 대략 볼 직경에 상응한다), 볼 포켓 또는 볼 베어링 케이지는 - 볼 베어링의 조립 시에 - 볼 위로 “인게이지(engage)”된다.
2 부재 스냅 케이지는, - 그런 경우 제 1 의 - 케이지 부재, 즉 돌출하는 웨브들을 구비한 케이지 백에 추가로, 이를 위해 상대 부재를 형성하는 제 2 의 케이지 부재를 제공하며, 이것은 - 마찬가지로 대개 환형 부재로서 형성되며 - 제 1 의 케이지 부재의 인게이지 개구를 “폐쇄하고/로킹하고” - 및 제 1 의 케이지 부재를 강화하고/보강한다.
더 나아가서 이와 같은 볼 베어링 케이지의 경우에 리벳 케이지(riveted cage)와 리본 케이지(ribbon cage)가 공지되어 있다.
이러한 리벳 케이지와 리본 케이지는 2부재 스냅 케이지와 유사하게 2개의 짝이 되는, 이 경우에 기본적으로 대칭적인 케이지 부재들로 형성되어 있으며, 이의 모든 케이지 부재는 각각 볼 포켓의 절반부를 형성하거나 “기여하고” 이들은 - 먼저 경합되어 - 완전한 볼 포켓을 형성한다. 만약 이러한 볼 베어링 케이지의 양 케이지 부재들은 (각각의 경우에 2개의 볼 포켓 사이 케이지 백에서) 서로 리벳되면, 리벳 케이지가 제공된다; 이 양 케이지 부재들이 (거기에서) “클램핑되면”, 리본 케이지가 제공된다.
볼 베어링 케이지들은 상이한 재료들로 - 각 볼 베어링 케이지 또는 볼 베어링의 이용 및 이와 관련한 요구사항들, 예를 들어 속도 및/또는 마찰에 따라 - 예를 들어 강 또는 합성수지로 제조될 수 있다.
강으로 이루어지는 볼 베어링용 스냅 케이지, 리본 케이지 및 리벳 케이지(스틸 케이지)는 대개 엔진 마운트에서 이용되고 저속에서부터 중속까지에서 또는 낮은 마찰 토크와 관련한 요구조건들에서 양호하게 적합하다.
고속 범위에서 적용할 때, 즉 속도 특성값 n x dm ≥1000000㎜/min에서 (이 식에서 n은 내부 링 속도이고 dm은 평균적인 베어링 직경이며, 평균적인 베어링 직경 dm은 외부 직경과 보어 직경의 합을 2로 나누어 계산된다), 종종 특별한 내부 기하 구조(internal geometry)를 갖는 볼 베어링이 이용되고, 이것은 고성능 플라스틱, 예를 들어 폴리에테르에테르케톤(PEEK)으로 이루어지는 스냅 케이지를 갖는다.
이러한 고속 볼 베어링의 상기 합성수지 (스냅) 케이지는 정밀성 때문에 가공 기술을 통해 제조되고 따라서 이미 언급한 강 케이지, 즉 스탬핑된 부품 및 성형 부품인 강 케이지와 비교해 제조 비용이 훨씬 크다.
도 14에는 표준 디자인의 볼 베어링의 합성수지 (스냅) 케이지가 도시되어 있으며, 이것은 - 기계 가공 기술을 통한 비싼 제조 대신에 - 사출 성형을 통해서도 제조될 수 있다.
그러나 사출 성형을 통한 그와 같은 종류의 합성수지 (스냅) 케이지의 제조는 합성수지 (스냅) 케이지에서 불가피하게 부정밀성을 야기하며, 이것은 고속 볼 베어링에서 성능 손실을 초래한다.
이에 대한, 즉 부정밀성에 대한 원인들은 사출 성형기의 컨셉에 있다.
합성수지 (스냅) 케이지의 방사 방향으로 들어오는 볼 포켓들이 합성수지 (스냅) 케이지의 탈형성의 이유 때문에 이동가능한 슬라이더에 의해 구현되어야 하고, 이 때문에 사출 성형된 부품(injection-moulded part)의 냉각 시에 불균일한 진동이 웨브의 형성의 부가적인 현상과 함께 발생한다.
DE 10 2017 105 019 A1에는 다수의 볼들을 구비한 볼 베어링이 내부 링, 외부 링 및 이 볼들을 수용하는 볼 베어링 케이지와 함께 공지되어 있다.
거기의 볼 베어링 케이지는 케이지 백을 제공하며, 이 케이지 백에서 설정가능한 축방향 길이로 돌출하는 웨브가 원주 방향으로 축방향으로 배치되어 있으며, 이 웨브는 볼들의 수용을 위해 한쪽에서 축방향으로 개방된 다수의 볼 포켓을 형성한다. 이 웨브의 방사방향 내측들에서 가이드 영역들이 볼 베어링 내부 링의 구름 홈과의 결합을 위해 형성된다.
볼 베어링에서 회전 저항을 줄이기 위해, 내부 링과 외부 링 사이 링 공간에 위치하는 그리스(grease)의 전단은 가능하다면 감소되도록, DE 10 2017 105 019 A1에 따라 이 웨브의 축방향 길이가 볼들의 직경의 30% 또는 그 이상 및 50% 또는 그 이하에 일치한다.
본 발명의 과제는 종래 기술 상의 단점들과 제약들을 극복하는 데 있다.
특히 본 발명의 목적은 볼 베어링 케이지를 위한 새로운 케이지 디자인을 컨셉하는 데 있으며, 이때 디자인은 볼 베어링에서 성능 특성들을 특히 마찰, 소음 및 수명의 관점에서 보장한다. 볼 베어링 케이지의 새로운 케이지 디자인을 통해 간단한 툴 컨셉이 구현될 수 있으므로, 이 볼 베어링 케이지의 정밀성은 사출 성형기로부터 탈형성 후에도 확실히 개선된다. 더 나아가서 볼 베어링 케이지를 위한 새로운 케이지 디자인 요구조건들이 고속 베어링에서 고려된다.
이들 과제는 각 독립항들에 따른 특징들을 포함하는 볼 베어링 케이지 및 볼 베어링을 통해 달성된다.
이 볼 베어링 케이지는 방사방향으로 에워싸는 환형의 바디(“케이지 백”)를 제공하며, - 볼 베어링 케이지의 또는 방사방향으로 에워싸는 환형의 바디의 또는 케이지 백의 원주 방향으로 - 기본적으로 균일하게 배분된, 설정가능한 축방향 길이를 가지고 축방향으로 돌출하는 웨브들이 상기 바디에 배치되어 있으며, 이들 웨브는 축방향으로 한쪽이 개방된 볼 포켓을 형성하므로 그에 대응하는, 설정가능한 볼 직경을 가지는 볼이 수용될 수 있다.
이때 이 웨브들의 - 설정가능한 - 축방향 길이는 적어도 볼 포켓 안에 수용하려는 또는 수용된 볼의 직경에 일치한다. 특히 이것은 이 볼 포켓 안에 수용하려는 또는 수용된 볼의 볼 직경에 대략적으로 일치한다 - 경우에 따라서는 “돌출부”를 포함.
그러나 완전히 특별히 이 웨브들의 - 설정가능한 - 축방향 길이는 다음과 같이 계산되며, - 축방향 돌출부를 포함하는 - 웨브는 볼 위로 축방향으로 밖으로 “돌출하며”, 이 웨브는 - 볼 베어링 케이지가 (볼 베어링 외측 레이스, 볼 베어링 내측 레이스 (볼 세트 포함)로 이루어지는) 볼 베어링 안에 조립되면 - 볼 베어링 레이스들 중 하나의 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더에 대해 방사방향인 이 영역 안으로 축방향으로 들어가며, (볼 베어링 내측 레이스 또는 볼 베어링 외측 레이스의 제 1 (축방향) “근거리쪽” 숄더는 볼 베어링 케이지의 케이지 백에 대해 방사방향인 영역에서 축방향으로 있고) 또는 양 볼 베어링 레이스(즉, 볼 베어링 내측 레이스와 볼 베어링 외측 레이스)의 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더들 사이에서 방사방향인 이 영역 안으로 축방향으로 들어간다.
즉, 이 웨브의 - 설정가능한 - 축방향 길이는, 웨브의 축방향 자유단이 볼 베어링 내측 레이스 및/또는 볼 베어링 외측 레이스의 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더에 대해 방사방향인 영역에서 축방향으로 들어가도록 설계되었다.
간단히 말해서, 이 웨브가 축방향으로 - 적어도 부분적으로 - 이 볼 베어링 레이스(즉, 볼 베어링 내측 레이스 및/또는 볼 베어링 외측 레이스) 중 하나의 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더를 커버한다.
만약 볼 베어링 케이지가 볼 베어링 안에서 숄더 가이드되면, 즉 볼 베어링 내측 레이스 숄더-가이드되거나 또는 볼 베어링 외측 레이스 숄더-가이드되면, (“축방향-긴” 웨브를 가지는)(조립된) 볼 베어링 케이지는 양 숄더 또는 2개 숄더에서 (즉, 각 볼 베어링 레이스(즉, 볼 베어링 내측 레이스 또는 볼 베어링 외측 레이스)의 제 1 (축방향) “근거리쪽” 그리고 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더에서) 가이드되고 - 그 결과 볼 베어링 케이지의 정확한, 동심의 그리고 안정된 동작이 보장된다.
이때 “대략”은 이 웨브의 - 설정가능한 - 축방향 길이가 제조 허용 오차 아래에 있을 수 있음을 의미한다.
간단히 그리고 분명하게 표현해서, 환형의 바디 또는 케이지 백에서 - 원주 방향으로 특히 기본적으로 균일하게 배분된 그리고 특히 기본적으로 동일하게 형성된 - 축방향으로 (즉, 이 볼 베어링 케이지의 축방향으로 연장한 연장부) 돌출하는 웨브들이 배치되고, 이들은 이들을 통해 형성될 수 있는 볼 포켓과 원주 방향으로 경계를 이룬다.
((방사방향으로 에워싸는) 설정가능한 거리를 가지고 이격된), 2개의 인접한, 축방향으로 둘출하는 웨브들을 통해 형성되는 볼 포켓이 - 원주방향으로 - 방사방향으로 에워싸는 환형 바디에 있는 양 웨브들 사이에서 형성되는 칼로트 바닥을 통해 또 다른 경계를 이룬다.
이 칼로트 바닥은 특히 볼 포켓 안에 수용하려는 또는 수용된 볼의 볼 표면에 대응하는 곡선형 (“오목한”) - 또는 평평한 (“직선형”) 면(“직선형” 면에서 경우에 따라서는 전이 반경 포함)을 가질 수 있다.
이때 곡선형 또는 오목한 면의 직경은 볼 포켓 안에 수용하려는 또는 수용된 볼의 볼 직경보다 약간 더 클 수도 있다.
만약 (축방향으로 돌출하는) 웨브들이 적어도 이 볼 직경의 축방향 길이를 - 경우에 따라서 “돌출부”를 포함 - 가지면, - 원주 방향으로 (거리를 가지고 이격된) 인접하는 웨브들을 통해 형성된 각각의 - 볼 포켓의 축방향 연장부는 적어도 이 볼 직경이 된다(경우에 따라서는 “돌출부”를 포함).
즉, 간단히 그리고 분명하게, (이 볼 베어링의 볼 세트의) 한 볼 또는 이 볼들이 (환형 바디 또는 볼 베어링 케이지의 원주 방향으로 적당한 - 원주 방향으로 인접하는 2개 웨브들 간 거리에서)(“웨브 거리” 또는 “볼 포켓 폭”)) 완전히 - 축방향으로 - 볼 베어링 케이지의 볼 포켓(들) 안에 수용될 수 있다.
더 나아가서 경우에 따라서는 - 웨브의 축방향 길이에서 축방향 “돌출부”에서 - 이 웨브는 각 볼 베어링 레이스의 양 숄더 또는 2개 숄더에서, 즉 제 1 (축방향) “근거리쪽” 숄더와 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더에서 숄더-가이드될 수 있다.
이때 - 환형 바디 또는 볼 베어링 케이지의 원주 방향으로 - 원주 방향으로 인접하는 2개 웨브 사이 거리 또는 웨브거리/볼 포켓 폭은 - 경우에 따라서는 주어지는 허용오차를 가지는 그리고 경우에 따라서는 일정한 볼 포켓 유극을 가지고 - 대략 이 볼 직경에 상응할 수 있다.
원주방향으로 인접하는 2개의 웨브들 사이의 “거리”는 특히 축방향의, 즉 볼 베어링 케이지의 축방향으로 연장하는 볼 포켓의 연장부, 볼 포켓의 중심(“볼 포켓의 평균적인 축방향 깊이”) 및 - 대략 - 평균적인 방사방향의, 즉 이 볼 베어링 케이지의 중점(M) 쪽으로 또는 이것으로부터 멀리 방사 방향으로 연장하는 웨브의 연장부, 한 웨브 또는 이 웨브의 높이(“웨브의 평균적인 방사방향 높이”)에서 측정되는, 즉 측정될 수 있는, - 및 이와 관련하여 2개의 웨브들 사이에 형성되는 대응하는 원호의 길이(“평균적인 웨브 거리” 또는 “평균적인 볼 포켓 폭”, 비교 도 1)이다.
간략하게, 원주 방향으로 인접하는 2개 웨브들 사이 “평균적인 웨브 거리” 또는 평균적인 볼 포켓 폭은 이러한 볼 베어링 케이지에서 대략 볼 포켓 안에 수용하려는 또는 수용된 볼의 볼 직경이 될 수 있다 - 경우에 따라서는 허용오차와 볼 포켓 유극 포함.
이때 특히 볼 베어링 케이지의 원주 방향으로 인접하는 2개 웨브 단부들 사이 “자유” 거리 역시 볼 포켓 안에 수용된 볼의 각 볼 직경과 적어도 같을 수 있다.
간략히 그리고 분명하게, 자유 웨브 단자들을 통해 형성된 개구 또는 볼 포켓의 (원주 방향으로 뻗어있는) 개구 폭 또는 “웨브 단부에서 볼 포켓 개구”는 특히 이 볼 직경과 적어도 같을 수 있으므로, 볼 포켓 또는 볼 베어링 케이지는 - 볼 베어링의 조립 시에 - 볼에 의해 (간단히) 들어오게 되고 볼 세트로 스냅핑 (또는 로킹)은, 종래 스냅 케이지(이 경우 볼 베어링의 원주 방향으로 인접하는 2개의 웨브 단부들 사이 “자유” 거리 또는 “웨브 단부에서 볼 포켓 개구”가 일반적으로 볼 포켓에 수용된 볼의 각 볼 직경보다 더 작다)에서처럼 탈락한다.
특히 이와 같은 종류의 볼 베어링 케이지 디자인에 대해 (스냅 로킹 없이), 이런 디자인은 - 종래의 스냅 메카니즘 대신에 - 볼 베어링 케이지에 대한 다른 방식의 “로킹 메카니즘”을 요구하므로, 이 로킹 메카니즘은 볼 베어링 케이지가 볼 세트로부터 밖으로 “축방향으로” 이동하고 그 결과 볼 베어링이 볼 베어링 케이지를 또는 볼 베어링 케이지가 이의 볼들을 “상실하는” 것을 억제하고, 이런 볼 베어링 케이지에서 제공되는 바는 적어도 웨브 옆에 또는 웨브에서 가이드 영역이 볼 베어링 레이스의 구름 홈과의 결합을 위해 형성되어 있다.
달리 그리고 분명히 표현해서, 이 가이드 영역은 볼 베어링 레이스의 구름 홈과 결합하므로, - 이 가이드 영역과 구름 홈 사이 - 가능한 형상 결합이 억제하는 것은, 볼 베어링 케이지가 볼 베어링으로부터 축방향으로 또는 레이스로부터 멀리 축방향으로 이동하고 이 볼 베어링은 이의 볼 베어링 케이지를 또는 볼 베어링 케이지는 이의 볼들을 “상실하는” 것이다(“홀드 기능”).
이때 이 가이드 영역은 한편으로 - 볼 베어링 외측 레이스의 구름 홈과의 결합을 위해 - 이 웨브의 방사방향의 외측에서 형성될 수 있다. 그런 경우 이와 같은 볼 베어링 케이지는 특히 볼 베어링 외측 레이스 숄더-가이드될 수 있다.
그러나 이 가이드 영역은 다른 한편으로는 - 볼 베어링 내측 레이스의 구름 홈과의 결합을 위해 - 이 웨브의 방사방향의 내측에 형성될 수 있다. 여기에서 그런 경우 이와 같은 볼 베어링 케이지는 특히 볼 베어링 내측 레이스 숄더-가이드될 수 있다.
만약 이 볼 베어링 케이지가 숄더-가이드되면, 즉 볼 베어링 내측 레이스 숄더-가이드되거나 또는 볼 베어링 케이지 외측 레이스 숄더-가이드되면, 볼 베어링 케이지의 정확한, 동심의 동작이 보장될 수 있다.
이때 - 볼 베어링 레이스의 구름 홈과의 결합을 가능하게 만드는 - 가이드 영역이란 모든 요소라고 이해되고, 이것은 - (공간적인) 형상 및/또는 표현에 근거해 - 또 다른 요소, 이 경우 (볼 베어링 레이스 또는 볼 베어링 내측 레이스/볼 베어링 외측 레이스의) 구름 홈과의 형상 결합을 만드는 데 적합하다.
예를 들어 이와 같은 가이드 영역은 - 특히 - 웨브와 일체로 또는 웨브에 형성되는 영역, 특히 리브가 될 수 있으며, 이것은 특히 기본적으로 웨브의 전체 폭에 걸쳐 이의 방사방향 외측 또는 내측에서 원주 방향으로 연장해 있다.
웨브의 “폭”은 특히 이의 (방사방향의) 연장부, 상세하게는 (원호) 길이를 의미하고, 볼 베어링 케이지의 원주 방향으로 (비교, 도 1) - 그리고 볼 베어링 케이지의 방사방향 외측 둘레에서, 이 웨브의 평균적인 방사방향 높이에서 그리고 볼 베어링 케이지의 방사방향 내측 둘레에서 측정될 수 있다.
이때 이와 같은 리브 또는 이 가이드 영역은 대략 볼 포켓의 평균적인 축방향 깊이에 웨브에 위치되거나 형성될 수 있다.
특히 그와 같은 리브 또는 가이드 영역은 웨브에서 그와 같은 방식으로 축방향인 위치에 배치되거나 형성될 수 있으며, 볼 베어링 레이스의 구름 홈과 웨브 또는 리브/가이드 영역과 결합에서 - 축방향 유극은 “일반적인” 스냅 케이지에서처럼 필적할 수 있다.
달리 간략하게 표현하면, 이 가이드 영역 또는 리브는 축방향으로 그렇게/ 거기에 웨브에 배치되거나 형성될 수 있으므로, - (볼 베어링의 조립 시에) 이 가이드 영역 또는 리브가 “스냅핑되고” 구름 홈 안에, 리브/가이드 영역과 구름 홈 또는 거기의 칼로트 바닥 사이에서 ((약간의) 축방향 유극) “약간” (축방향) 에어가 형성되어 있다.
즉, 이 볼 베어링 케이지는 축방향을 유극을 가지고 볼 베어링 안에서 가이드될 수 있다.
이런 형상 결합을 통한 홀드 기능은, 다수의 웨브들의 경우 또는 웨브들에서, 특히 모든 웨브에서, 각각의 경우에 가이드 영역은, 특히 기본적으로 동일한 웨브에서 동일한 위치로 형성되어 있거나 이 웨브들의 네 번째 마다 또는 세 번째마다 또는 두 번째마다 각각의 경우에 가이드 영역은 특히 기본적으로 동일한 웨브들에서 동일한 위치로 형성되어 있다.
이 볼 베어링 케이지는 볼 베어링으로부터 축방향으로 또는 레이스로부터 멀리 이동되고 이 볼 베어링이 이의 볼 베어링 케이지를 또는 볼 베어링 케이지는 이의 볼들을 “상실하는”(“홀드 기능”) 것을 억제하는 - 이 가이드 영역과 구름 홈 사이 - 형상 결합이 - 조립된 볼 베어링에서 - 영속적이게 설계될 수 있거나 발생할 수 있거나 - 또는 만약 이 볼 베어링 케이지가 볼 베어링으로부터 축방향으로 이동할 듯하는 경우에만 발생한다.
(이 볼 베어링 케이지가 이 볼 베어링으로부터 축방향으로 또는 레이스로부터 멀리 축방향으로 이동하는 것을 억제하는 홀드 기능 또는 가이드 영역을 통해) 이 가이드 영역을 통한 “순수” 홀드 기능에 의해 이 가이드 영역은 - (웨브에서) 대응하는 포지셔닝 및/또는 디멘셔닝 및/또는 가이드 영역의 형상화에서 - 추가적으로 가이드 기능도(즉, 여기에서 이 볼 베어링 케이지의 가이드는 볼 베어링 레이스의 구름 홈에서 이 가이드 영역을 통해 - 비교, 영구적 형상 결합 역시 - 및/또는 포지셔닝 기능(즉, 여기에서 볼 베어링 케이지의 축방향 및/또는 방사방향의 포지셔닝이 가이드 영역에 의해 이루어지고 - 비교 영구적 형상 결합 역시) 취한다.
이 웨브들은 특히 양쪽으로 오목한 형상을 가질 수 있으며, 이의 휨/비틀림(“안쪽을 향해”)은 볼의 형상 (“원/원호”)에 맞다.
이 볼 베어링 케이지의 큰 장점은 제조 공정에서도 존재한다.
만약 이 볼 베어링 케이지가 사출 성형을 통해 제조되면, - 볼 베어링 케이지의 케이지 디자인 때문에, 여기에서 특히 스냅 기능없는 볼 포켓 형성 시에 (즉, “웨브 단부에서 볼 포켓 개구”는 적어도 볼 포켓 안에 수용된 볼의 각 직경과 같다), - 사출 성형기, 이 경우 2부재 사출 성형기는 상측 부분과 분할선에 의해 상측 부분과 연결되어 있는 또는 연결될 수 있는 하측 부분과 함께, 매우 간단하게 실시될 수 있다(도 13).
이때 이 가이드 영역은 2부재 사출성형기의 분할선에 있으므로, 사출 성형된 부품들의 완전한 형상 결합적인 탈형성이 성형기 상측 부분의 개방을 통해 이루어질 수 있다.
이 볼들의 수에 따라 균일한 각도 배분에서 원주방향으로 고려될 수 있는, - 지금까지 종래의 합성수지 (스냅) 케이지에서 필요한 - 방사방향으로 배치된 (부정밀성을 야기하고 웨브의 형성을 만드는) 슬라이더의 탈락을 통해, 고정밀 볼 베어링 케이지가 제조될 수 있다.
더 나아가서 성형기 비용은 (사출) 성형기가 매우 용이하게 만들어지면 확실히 감소될 수 있다.
볼 베어링 케이지에서 장점으로 밝혀진 것은 이의 디자인이 일반적으로 덴탈 응용 분야를 위한 볼 베어링, 예를 들어 덴탈 터빈에서처럼 미니어처 및/또는 고속 볼 베어링에서도 이를 사용하는 것을 가능하게 만드는 것이다.
이 볼 베어링은 - 볼 베어링 케이지와 더불어 - 볼 베어링 내측 내측 레이스, 볼 베어링 외측 레이스 및 설정가능한 볼 직경을 가지는 다수의 볼을 가지며, 다수의 볼은 이 볼 베어링 케이지를 통해 - 조립된 볼 베어링 케이지에서 - 형성된 볼 포켓의 수에 일치하며(“볼 세트”) 그리고 각각의 경우에 (볼 세트의) 이 볼들 중 하나가 볼 포켓들 중 하나 안으로 수용된다. 이 가이드 영역은 - 경우에 따라서는 볼 베어링 케이지의 웨브에 배치되는 다수의 가이드 영역들 - 볼 베어링 내측 레이스 또는 볼 베어링 외측 레이스의 구름 홈과 결합한다.
- 볼 베어링 케이지와 함께 - 이와 같은 볼 베어링은 특히 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링, 각 접촉 베어링, 액시얼 깊은 홈 볼 베어링, 앵귤러 콘택트 볼 베어링, 4점 베어링 또는 마그네토 베어링이 될 수 있다.
이 볼 베어링 케이지는 적어도 부분적으로, 특히 완전히 합성수지로, 특히 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤(PEK), 폴리페닐렌술피드(PPS), 폴리페닐술폰(PPSU), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리이미드(PI) 또는 페놀수지(PF), 특히 코튼 패브릭 강화된 페놀 수지(PF)로 이루어진다.
또한, 이 볼 베어링 케이지는 볼 베어링에서 내측 레이스 가이드되는 케이지로서 또는 외측 레이스 가이드되는 케이지로서, 특히 내측 레이스 가이드되는 케이지로서 실시될 수도 있다. 이때 볼 베어링 케이지의 외측 둘레는 외측 레이스의 내부 둘레에서 슬라이딩하고 또는 이 볼 베어링 케이지의 내측 둘레는 내측 레이스의 외측 둘레에서 슬라이딩한다.
볼 베어링 외측 레이스(외측 레이스 역시) 및/또는 볼 베어링 내측 레이스(내측 레이스 역시)는 예를 들어 크롬강, 예를 들어 100Cr6(소재 번호 1.3505)으로 제조될 수 있고, 약 1% 탄소와 1.5% 크롬의 성분을 갖는 강으로 제조될 수 있다. 그 외의 가능한 강들은 - 외측 및/또는 내측 레이스웨이에 대해 - 예를 들어 100CrMn6와 100CrMo6이다; 합금 요소들 망간(Mn)과 몰리브덴(Mo)은 이 경우 무심 담금질성(through hardenablility) 개선에 이용된다.
부식 환경에서 볼 베어링을 응용하기 위해 고강도 합금들 X65Cr13(소재 번호 1.4037) 및 X105CrMo17(소재 번호 1.4125) 또는 X30CrMoN15-1(소재 번호 1.4108)이 - 이 내측 및/또는 외측 레이스웨이에서 - 이용될 수 있다. 후자의 강은, 적어도 며칠 동안, 인체에서도 이용될 수 있다.
특별한 작동 조건들에 대해 상기 볼 베어링은 하이브리드 베어링(2개 소재)으로서 제공될 수 있고, 이때 베어링 링 또는 트레드는 강으로 그리고 볼은 세라믹으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 머신 툴용 스핀들 베어링에서, 또는 세라믹 베어링으로서 제공될 수 있으며, 이때 트레드도 볼도 세라믹으로 이루어질 수 있거나 또는 화학 산업 및 푸드 산업에서 어그레시브한 산 또는 잿물(lye)에 대해 유리 또는 세라믹으로 이루어지는 볼을 포함하는 합성수지 베어링으로서 제공될 수 있다.
본 발명의 바람직한 그외 실시예들은 종속항들로부터 나온다. 그외 실시예들은 볼 베어링 케이지 및 볼 베어링에 관련되어 있다.
그러므로 바람직하게는 이 가이드 영역은 볼 베어링 외측 레이스의 구름 홈과의 결합을 위해 웨브의 방사방향 외측에 형성되어 있거나 또는 이 가이드 영역은 볼 베어링 내측 레이스의 구름 홈과의 결합을 위해 웨브의 방사방향 내측에 형성되어 있다.
더 나아가서 이 가이드 영역은 웨브와 일체로 형성되어 있으며, 특히 웨브에서 그와 같은 축방향 위치에서, 이 볼 베어링 케이지는 축방향 유극을 가지고 볼 베어링 안에서 가이드될 수 있다.
그 외 바람직한 실시예에 따라 하나의 웨브 또는 다수의 웨브에서, 특히 모든 웨브에서 각각의 경우에 이 가이드 영역이, 특히 기본적으로 동일한 웨브에서 동일한 위치로 형성되거나 또는 웨브의 네 번째마다 또는 세 번째마다 또는 두 번째마다에서 각각의 경우에 이 가이드 영역은 특히 기본적으로 동일한 웨브들에서 동일한 위치로 형성되어 있다.
이 가이드 영역은 융기부로서, 특히 원주 방향으로 연장하는 융기부로서, 특히 원주방향으로 연장하는 리브로서 형성될 수 있다.
특히 원주 방향으로 연장하는 그와 같은 리브는 기본적으로 웨브의 전체 폭에 걸쳐 이의 방사방향 외측 또는 내측에서 원주 방향으로 연장할 수 있다.
또한 방사방향으로 에워싸는 환형 바디에서 원주 방향으로 인접하는 2개의 웨브들 사이에 형성되어 있는 칼로트 바닥은 평평한 또는 곡선형 면을 갖는다.
바람직하게는, 이 웨브는 축방향으로 원통형 방사방향 외면을 가질 수 있다. 이런 디자인 또는 이 케이지 디자인은 바람직하게는 깊은 홈 볼 베어링에서 이용될 수 있고, 칼로트 노즈는 속도 조건에 따라 볼 베어링 안에서 발생하는 원심력을 통해 바깥쪽으로 휘지 않는다.
이에 대한 대안으로, 이 웨브들은 약 2°와 약 20° 사이에, 특히 약 7°와 약 12°사이에서 원추각을 가지는 축방향으로 원추형인 외면을 가질 수 있다. 그러므로 칼로트 캡 노즈는 속도 조건에 따라 볼 베어링 안에서 발생하는 원심력을 통해 바깥쪽으로 휘어질 수 있어 바깥으로 휘는 카로트 노즈는 숄더 또는 외측 레이스 웨이의 트레드와 접촉하는 것이 억제될 수 있다.
또한, 이 볼 베어링 케이지는 적어도 부분적으로, 특히 완전히 합성수지로 제조될 수 있고, 특히 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리에테르 케톤(PEK), 폴리페닐렌 술피드(PPS), 폴리 아미드 이미드(PAI), 폴리이미드(PI) 또는 페놀수지(PF), 특히 코튼 패브릭 강화된 페놀 수지(PF)로 이루어지거나 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에서 이 케이지 부재는 내마모성 소재 또는 개선된 슬라이딩 소재로 이루어질 수 있다.
그 외에도, 각각의 경우에 원주 방향으로 인접하는 2개의 웨브들의 거리(웨브 거리 또는 볼 포켓 폭)는 원주 방향으로 볼 베어링 케이지의 내측 둘레에서 2개 웨브들의 거리보다 더 클 수 있다.
내측 둘레 또는 외측 둘레에서 (볼 포켓 폭의) 상이한 거리 측정이 특히 야기하는 것은 볼 베어링 케이지에서 형성된 볼 포켓이 각각 상이한 볼 포켓 폭을 (원주 방향으로) 볼 베어링 케이지의 외측 둘레 또는 내측 둘레에서 갖는 것이다(“깔대기 형상”을 갖는 볼 포켓).
- 볼 베어링 케이지의 외측 둘레 또는 내측 둘레에서 상이한 볼 포켓 폭 (또는 웨브 거리)를 가지는 - 그와 같은 케이지 디자인 (및 이의 제조)은 DE 10 2014 008 763 B4(Gebrueder Reinfurt GmbH & Co. KG), 17.12.2015(공개일), 단락[0018]ff에 개시되어 있으며 - 거기의 도 5 내지 도 7 및 도 10 또는 도 15 내지 도 17 및 도 20에서 특히 1 부재의 내측 레이스 또는 외측 레이스 유도 스냅 케이지에 대해, 이와 관련한 그 내용은 본 실시예의 요소가 된다(“볼 베어링 케이지의 내측 둘레에서 볼 포켓의 길이보다 더 큰 볼 베어링 케이지의 외측 둘레에서 볼 포켓의 길이를 가지는 것도 함께 DE 10 2014 008 763 B4에 설명됨)(비교, DE 10 2014 008 763 B4의 [0028]).
또한, 이 (웨브) 거리 또는 평균적인 웨브 거리는 - 환형 바디 또는 볼 베어링 케이지의 원주 방향으로 - 원주 방향으로 인접하는 2개 웨브 사이에서 - 경우에 따라서 주어지는 허용오차를 가지고 및 경우에 따라서는 일정한 볼 포켓 유극을 가지고 - 대략 상기 볼 직경에 일치한다.
또한, 여기에서 볼 포켓 케이지의 원주 방향으로 인접한 2개의 웨브 단부들 간 “자유” 거리 역시 (“볼 포켓 개구(웨브 단부에서)”), - 경우에 따라서 주어지는 허용오차를 가지고 및 경우에 따라서는 일정한 볼 포켓 유극을 가지고 - 이 볼 포켓에 수용된 볼의 각 볼 직경과 대략 같다.
간단히 그리고 명확하게, 이 자유 웨브 단부를 통해 형성되는 개구 또는 (원주 방향으로 뻗어있는) 볼 포켓의 개구 폭 또는 웨브 단부에서 볼 포켓 개구가 (대략) 볼 직경과 같을 수 있다.
경우에 따라서는 이 웨브 단부들에서 볼 포켓 개구의 개구 폭은 볼 세트로 볼 베어링 케이지의 이동을 용이하게 하기위해 볼 직경보다 더 클 수도 있다.
바람직하게는 이 볼 베어링 케이지는 기계 가공을 통해, 부가적 제작을 통해, 특히 3-D 프린팅을 통해 또는 사출 성형을 통해 제조될 수 있다. 예를 들어 단순하고 저렴한 성형기, 작은 허용 오차 및/또는 치수 편차를 가지는 고정밀 볼 베어링 케이지처럼 장점들은 특히 사출 성형을 통한 제조 시에 나타난다.
바람직하게는 이 볼 베어링 케이지가 단열의 레이디얼 깊은 홈 베어링 안에서 이용 또는 사용될 수 있다.
또한, 바람직하게는 이 볼 베어링 케이지가 고속 응용 분야들에 대해/고속 응용 분야에서 적용 또는 이용될 수 있으며, 예를 들어 덴탈 기술에서, 예를 들어 약 n x dm ≥ 1000000 mm/min의 범위에서 속도 특성을 가지는 덴탈 터빈에서 적용 또는 이용되고, n은 내측 레이스 웨이의 속도에 상응하고 dm은 평균적인 베어링 직경에 상응한다. 이런 평균적인 베어링 직경(dm)은 외경과 볼 베어링의 보어 직경 간 평균값으로서 계산된다.
또 다른 예에서 제공될 수 있는 것은 이 볼 베어링의 볼들이 (볼 베어링 케이지와 함께) 5㎜이하의 설정가능한 볼 직경을 가질 수 있다.
바람직하게는 이 볼 베어링 (및/또는 볼 베어링 케이지)은 덴탈 장치에, 특히 덴탈 터빈에 이용될 수 있다.
- 사출 성형을 통해 - 볼 베어링 케이지의 제조를 위한 사출 성형기는 바람직하게는 분할선에 의해 결합될 수 있는 또는 분리될 수 있는 2개 성형기 부재를 제공하며, 양 성형기 부재들은 결합된 상태에서 볼 베어링 케이지를 모사하는, 볼 베어링 케이지를 위한 빈공간(“네가티브 형상”)을 형성하며, 이 가이드 영역은 분할선에 있다.
본 발명의 유리한 실시예들에 대한 지금까지 제공된 설명은 많은 특징들을 포함하며, 이들은 개별적인 종속항들에서 부분적으로 여러 개로 결합되어 재현되어 있다. 그러나 이들 특징을 당업자는 합목적적으로 개별적으로 고려하여 의미있는 추가의 조합들로 결합한다.
본 발명의, 상기에서 설명한 특성들, 특징들 및 장점들 및 이것에 도달하기 위한 방식은 어느 하나 또는 다수의 실시예들의 하기 설명과 관련하여 더 명확하고 분명하게 이해될 수 있으며, 이는 또는 이들은 도면들과 관련하여 더 상세하게 설명된다.
그러나 본 발명은 이 또는 이들 실시예들에 제공된 특징들의 조합에 한정되지 않으며 기능적 특징들과 관련해서도 한정되지 않는다. 그러므로 각 실시예의 그에 적합한 특징들은 명시적으로 동떨어져 고려될 수 있으며 어느 실시예에서 분리되어 이의 보충을 위해 다른 실시예에 삽입될 수 있다.
동일한 부재들, 컴포넌트들 등은 이 도면들에서 동일한 도면 부호로 표시되어 있다. 일점 쇄선은 절단면을 나타낸다; 실선들(solid lines)(continuous lines)은 에지를 가리킨다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 볼 베어링 케이지에 관한 도이다(사시도, 원통형 외면, 칼로트 바닥 오목형).
도 2는 제 1 실시예에 따른 내부 링, 볼들 및 볼 베어링 케이지에 관한 도이다(사시도, 원통형 외면, 칼로트 바닥 오목형).
도 3은 제 1 실시예에 따른 내측 레이스 유도된 볼 베어링 케이지를 포함하는 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링에 관한 도이다(단면도, 원통형 외면, 칼로트 바닥 오목형).
도 4는 제 2 실시예에 따른 볼 베어링 케이지에 관한 도이다(사시도, 원통형 외면, 칼로트 바닥 직선형).
도 5는 제 2 실시예에 따른 내부 링, 볼들 및 볼 베어링 케이지에 관한 도이다(사시도, 원통형 외면, 칼로트 바닥 직선형).
도 6은 제 2 실시예에 따른 내측 레이스 유도된 볼 베어링 케이지를 포함하는 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링에 관한 도이다(단면도, 원통형 외면, 칼로트 바닥 직선형).
도 7은 제 3 실시예에 따른 볼 베어링 케이지에 관한 도이다(사시도, 원추형 외면, 칼로트 바닥 오목형).
도 8은 제 3 실시예에 따른 내부 링, 볼들 및 볼 베어링 케이지에 관한 도이다(사시도, 원추형 외면, 칼로트 바닥 오목형).
도 9는 제 3 실시예에 따른 내측 레이스 유도된 볼 베어링 케이지를 포함하는 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링에 관한 도이다(단면도, 원추형 외면, 칼로트 바닥 오목형).
도 10은 제 4 실시예에 따른 볼 베어링 케이지에 관한 도이다(사시도, 원추형 외면, 칼로트 바닥 직선형).
도 11은 제 3 실시예에 따른 내부 링, 볼들 및 볼 베어링 케이지에 관한 도이다(사시도, 원추형 외면, 칼로트 바닥 직선형).
도 12는 제 3 실시예에 따른 내측 레이스 유도된 볼 베어링 케이지를 포함하는 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링에 관한 도이다(단면도, 원추형 외면, 칼로트 바닥 직선형).
도 13은 볼 베어링 케이지의 제조를 위한 2부재 사출 성형기(상측부/하측부)에 관한 도이다(여기에서 예를 들어 제 4 실시예에 따라, 사시도).
도 14는 표준 디자인의 볼 베어링의 (1 부재) 합성수지 (스냅) 케이지에 관한 도이다.
실시예들:
원통형 또는 원추형 외면(26, 28, 30) 및 오목형 또는 직선형 칼로트 바닥(54, 66, 70)을 포함하는 볼 베어링 케이지(2)(도 1 내지 도 3, 도 4 내지 도 6, 도 7 내지 도 9, 도 10 내지 도 12)
도 1 내지 도 3에는 (다양한 구성으로, 즉 오로지 볼 베어링 케이지(2)만, 내측 레이스(42)를 포함하는 볼 베어링 케이지(2) 및 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40) 안에 내장된 볼 베어링 케이지(2)) 볼 베어링 케이지(2)의 제 1 실시예가 도시되어 있다(“원통형 외면(28) 및 오목형 칼로트 바닥(70)을 포함하는 볼 베어링 케이지(2)”).
도 4 내지 도 6에는 (마찬가지로 다양한 구성으로, 즉 오로지 볼 베어링 케이지(2)만, 내측 레이스(42)를 포함하는 볼 베어링 케이지(2) 및 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40) 안에 내장된 볼 베어링 케이지(2)) 볼 베어링 케이지(2)의 제 2 실시예가 도시되어 있다(“원통형 외면(28) 및 직선형 칼로트 바닥(66)을 포함하는 볼 베어링 케이지(2)”).
도 7 내지 도 9에는 (마찬가지로 다양한 구성으로, 즉 오로지 볼 베어링 케이지(2)만, 내측 레이스(42)를 포함하는 볼 베어링 케이지(2) 및 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40) 안에 내장된 볼 베어링 케이지(2)) 볼 베어링 케이지(2)의 제 3 실시예가 도시되어 있다(“원추형 외면(30) 및 오목형 칼로트 바닥(70)을 포함하는 볼 베어링 케이지(2)”).
도 10 내지 도 12에는 (마찬가지로 다양한 구성으로, 즉 오로지 볼 베어링 케이지(2)만, 내측 레이스(42)를 포함하는 볼 베어링 케이지(2) 및 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40) 안에 내장된 볼 베어링 케이지(2)) 볼 베어링 케이지(2)의 제 4 실시예가 도시되어 있다(“원추형 외면(30) 및 직선형 칼로트 바닥(66)을 포함하는 볼 베어링 케이지(2)”).
이 경우에 - 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40)의 (위에서 언급한 4가지 실시예 모두에 따른 - 줄여서 “볼 베어링 케이지” 또는 “이/모든 볼 베어링 케이지”- ) 볼 베어링 케이지(2)는 (하기에서 단순화를 위해 줄여서 단지 “볼 베어링”이라고도 불림), 도 1 내지 도 12에 도시된 것처럼, 방사방향으로 에워싸는 환형 바디(4), 케이지 백(4)을 가지며, 여기에서 - 볼 베어링 케이지(2) 또는 케이지 백(4)의 원주 방향(6)으로 (줄여서 단지 “원주 방향(6)으로”) 기본적으로 균일하게 배분된, 동일하게 형성된, 설정가능한 축방향 길이(16)를 가지고 축방향(14)으로 돌출하는 웨브들(18)이 배치되어 있으며, 이들은 축방향(14)으로 한쪽이 개방된 다수의 볼 포켓(8)을 형성하므로, 이들은 설정가능한 볼 직경(12)을 가지는 그에 대응하는 수의 볼들(10)을 수용할 수 있다.
이 웨브(18)는, 도 1 내지 도 12에 도시되고 설명된 것처럼, 양쪽으로 오목형이고, 이의 양측의 휨/비틀림은 (“내부를” 향해) 볼(10)의 형상에 (원/원호) 맞춰진다.
이때 상기 볼 베어링 케이지(2)에 형성된 각 볼 포켓(8)은 볼(10)을 수용한다. 볼 베어링 케이지(2)에 형성되어 있는 볼 포켓(8) 안에 수용된 모든 볼들(10)은 전체적으로 (볼 베어링의 또는 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40)의) 볼 세트(50)라고도 한다.
이때 볼 베어링 케이지(2)에서 이 웨브(18)의 - 설정가능한 - 축방향 길이(16)는 이 볼 포켓(8) 안에 수용하려는 볼(비교, 도 1, 도 4, 도 7 및 도 10)에 또는 수용되어 있는 (비교, 도 2, 도 5, 도 8과 도 11 및 도 3, 도 6, 도 9와 도 12) 볼(10)의 직경(12) 및 이에 돌출부(98)를 더한 것에 대략 일치한다.
이 볼 베어링 케이지(2)에서 웨브(18)의 축방향 길이(16) 또는 돌출부(98)는, 도 3, 도 6, 도 9 및 도 12에도 도시된 것처럼, 즉 이 웨브(18)가 각각의 경우에 볼 베어링 내측 레이스(42)의 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더(96)에 대해 방사방향으로 있는 영역 안으로 축방향으로 들어가도록 (이 볼 베어링 케이지 내측 레이스(94)의 제 1 (축방향) “근거리쪽” 숄더(94)는 볼 베어링 케이지(2)의 케이지 백(4)에 대해 방사 방향으로 있는 영역 안에서 축방향으로 위치한다)(또는 볼 베어링 내측 레이스(42)의 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더(96)와 볼 베어링 외측 레이스(44)의 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더(96) 사이에서 방사 방향으로 있는 영역에서 축방향으로 들어간다) 설계되었다.
즉, 이 웨브(18)의 - 설정가능한 - 축방향 길이(16)는, 이 웨브(18)의 축방향 자유단(92)이 볼 베어링 내측 레이스(42)의 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더(96)에 대해 방사방향으로 있는 영역 안으로 (또는 볼 베어링 내측 레이스(42)의 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더(96)와 볼 베어링 외측 레이스(44)의 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더(96) 사이에서 방사 방향으로 있는 영역에서 축방향으로) 들어가도록, 설계되어 있다.
쉽게 말해, 이 웨브(18)은 각각의 경우에 축방향으로 - 적어도 부분적으로 - 볼 베어링 내측 레이스(42)의 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더(96)를 덮는다.
만약 볼 베어링 케이지(2)가 - 이 경우에서처럼 - 볼 베어링 내측 레이스 숄더-가이드되면, (조립된) 볼 베어링 케이지(2)는 양 또는 2개의 숄더(94, 94)에서 (볼 베어링 내측 레이스(92)의 제 1 (축방향) “근거리쪽” 숄더(94)와 제2의 (축방향) “원거리쪽” 숄더(96)로)에서 가이드된다.
짧고 분명하게 표현하면, 이 볼 베어링 케이지(2)의 케이지 백(4)에 - 원주 방향(6)으로 균일하게 배분되고 동일하게 형성된 - 축방향(14)으로 돌출하는 웨브(18)가 배치되고, 이 웨브들은 이들을 통해 형성될 수 있는 볼 포켓(8)과 원주 방향(6)으로 경계를 이룬다.
도 1 내지 도 12에 도시된 것처럼, 각각의 경우에 2개의 인접한, (설정가능한 (방사방향으로 에워싸는) 거리(20)를 가지고 떨어져 있는), 방사 방향으로 돌출하는 웨브(18)를 통해 형성된 볼 포켓(8)은 - 원주방향(6)으로 - 케이지 백(4)에서 양 웨브(18) 사이에 형성된 칼로트 바닥(54)을 통해 또 다른 경계 형성을 이룬다.
이 칼로트 바닥(54)은 볼 포켓(8) 안에 수용하려는 또는 수용된 볼들(10)의 볼 표면에 대응하게 곡선형 (“오목한”)(70)(비교, 도 1 내지 도 3 및 도 7 내지 도 9) 또는 평평한 (직선형) 면(66)(전이 반경 포함)(비교, 도 4 내지 도 6 및 도 10 내지 도 10)을 가질 수 있다.
도 1 내지 도 12에 도시된 것처럼, 만약 (축방향(14)으로) 돌출하는) 웨브(18)가 돌출부(98)를 더한 대략 볼 직경(12)의 축방향 길이(16)를 가지면, - 원주 방향(6)으로 (거리(20)를 가지고 떨어져 있는) 인접한 웨브들(18)을 통해 - 볼 포켓(8)의 축방향 연장부(64)는 (“볼 포켓의 축방향 깊이”, 64) 대략 돌출부(98)를 가산한 볼 직경(12)이기도 하다.
이때 이 볼 베어링 케이지(2)는 볼 베어링 내측 레이스 숄더-가이드되는(78)(비교, 도 3, 도 6, 도 9 및 도 12), 즉 이 볼 베어링 케이지(2)의 내측 둘레(38) 또는 내측 둘레들(38)은 이 볼 베어링(40)의 내측 구름 홈(42)의 외측 둘레 또는 외측 둘레들(76)에서, 즉 내측 레이스(42)의 제 1 의, (축방향) “근거리쪽“ 숄더(94)와 내측 레이스(42)의 제 2 의 (축방향) ”원거리쪽“ 숄더(96)에서 슬라이딩하므로, 이 볼 베어링 케이지(2)의 정확한, 동심의 그리고 안정적인 동작이 (볼 베어링(40)에서) 보장될 수 있다.
즉, 간단히 그리고 분명하게, (단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40)의 볼 세트(50)의 하나의 볼 또는 볼들(10)은 ( - 케이지 백(4) 또는 볼 베어링 케이지(2)의 원주 방향(6)으로 - 원주 방향(6)으로 인접하는 2개의 웨브들(18)(“웨브 거리 또는 볼 포켓 폭”, 20) 사이 적정한 거리(20)에서) 완전히 (및 더 나아가 돌출부(98)로) - 축방향(14)으로 - 볼 베어링 케이지(2)의 볼 포켓 또는 볼 포켓들(8) 안에 수용될 수 있다.
원주 방향(6)으로 인접한 2개의 웨브(18) 사이 - 케이지 백(4) 또는 볼 베어링 케이지(2)의 원주 방향(6)으로 - 이 거리(20) 또는 볼 포켓 폭(20)은, 도 1 내지 도 12에 도시된 것처럼, - 경우에 따라서 주어지는 허용오차 및 경우에 따라서는 일정한 볼 포켓 유극과 함께 - 대략 볼 직경(12)에 일치하게 형성되어 있다.
원주방향(6)으로 인접하는 2개 웨브들(18) 간 “거리”(20)는, 측정이 이루어지면, 즉 이루어질 수 있으면, 특히 축방향(14)으로, 즉 볼 베어링 케이지(2)의 축방향(14)으로 볼 포켓(8)의 연장부, 볼 포켓(58)의 센터(“볼 포켓(58)”의 평균적인 축방향 깊이) 및 - 대략 - 평균적인 방사 방향(56), 즉 볼 베어링 케이지(2)의 중점(M62) 쪽으로 또는 이것으로부터 멀리 방사 방향으로 있는 웨브의 연장부, 한 웨브(18) 또는 이 웨브(18)의 높이(60)(“웨브의 평균적인 방사 방향의 높이”, 60)이고, 이와 관련하여 2개의 웨브(18) 사이에서 형성되는 대응 원호(20)의 길이(“평균적인 웨브 거리” 또는 “평균적인 볼 포켓 폭”, 20, 비교 도 1)이다.
쉽게 말해, “평균적인 웨브 거리”(20) 또는 “평균적인 볼 포켓 폭”(20)은 대략 이 볼 베어링 케이지(2)에서 이 볼 포켓(8)에 수용되는 또는 수용된 볼(10)의 볼 직경(12)이다 - 경우에 따라서는 허용오차와 볼 포켓 유극을 포함.
볼 베어링 케이지(2)의 원주 방향(6)으로 인접한 2개의 웨브 단부들(92) 간 “자유” 거리(90) 역시 (“볼 포켓 개구(웨브 단부에서)”, 90), 도 1 내지 도 12에 도시된 것처럼, 이 볼 포켓(8)에 수용된 볼(10)의 각 볼 직경(12)과 대략 같다.
짧고 분명히 말해, “웨브 단부(92)에서 볼 포켓 개구(90)”는 대략 볼 직경(12)과 같으므로, 볼 포켓(8) 또는 볼 베어링 케이지(2)는 - 볼 베어링(40)의 조립 시에 - 볼(10)에 의해 (용이하게) 삽입되고 볼 세트(50)로 스냅핑 (또는 로킹)은, 종래 스냅 케이지에서처럼 (여기에서 웨브 단부(92)에서 볼 포켓 개구(90)“는 볼 포켓(8)에 수용된 볼(10)의 각 볼 직경(12)보다 일반적으로 더 작다) 생략된다.
- 종래의 스냅 메카니즘 대신에 - 볼 베어링 케이지(2)는 볼 세트(50)로부터 “축방향(14)으로” 밖으로 이동되는 것을 방지하는 볼 베어링 케이지(2)용 다른 방식 “로킹 메카니즘”을 요구하는 볼 베어링 케이지(2)에서 이와 같은 종류의 볼 베어링 케이지 디자인에 대해 (스냅 로킹 없이) 볼 베어링(2)은 볼 베어링 케이지(2)를 또는 볼 베어링 케이지(2)는 볼(10)을 “상실하기” 때문에, 도 1 내지 도 12에 도시된 것처럼, 볼 베어링 케이지(2)에서 제공되는 것은 볼 베어링 케이지(2)의 웨브들(18)에서, 즉 웨브(18)의 방사방향 내측(32)에서, 거기에서 대략 평균적인 축방향 볼 포켓 깊이(58)의 영역에서, 가이드 영역(24) - 웨브(18)의 폭(22)에 걸쳐 연장하는, 이 웨브(18)와 함께 또는 볼 베어링 케이지(2)와 함께 일체로 형성된 리브(24)의 형태로 (비교, 도 1, 도 4, 도 7 및 도 10) - 볼 베어링 레이스(42, 44)의 구름 홈(46, 48)과 결합을 위해, 즉 이 경우 볼 베어링 내측 레이스(42)의 구름 홈(46)과 결합을 위해 형성되는 것이다(비교, 도 2, 도 5, 도 8과 도 11 및 도 3, 도 6, 도 9와 도 12).
이 웨브(18)의 방사 방향 내측(32)에서 리브(24)의 축방향 위치들은 - 대략 평균적인 축방향의 볼 포켓 깊이(58)의 영역에서 - 측정되므로, 웨브(18) 또는 리브(24)와 볼 베어링 내측 레이스(42)의 구름 홈(46)과의 결합에서 - 축방향 유극은 “일반” 스냅 케이지에서처럼 - 형성되어 있다.
만약 이 가이드 영역(24) 또는 이 리브(24)가 (볼 베어링(40)의 조립 시에) 볼 베어링 내측 레이스(42)의 구름 홈(46)과 결합되면(비교, 도 2, 도 5, 도 8과 도 11 및 도 3, 도 6, 도 9와 도 12), - 가이드 영역(24) 또는 리브(24)와 구름 홈(46) 사이에 - 가능한 형상 결합을 통해 억제하는 것은 이 볼 베어링 케이지(2)가 볼 베어링(40)으로부터 축방향(14)으로 또는 구름 홈/볼 베어링 내측 레이스(42)에서 멀리 이동하고 이 볼 베어링(40)은 이의 볼 베어링 케이지(2)를 상실하거나 볼 베어링 케이지(2)는 이의 볼(10)을 “상실하는” 것이다(홀드 기능)(hold function).
이때 볼 베어링 케이지(2)는 볼 베어링 내측 레이스 숄더-유도되고(비교, 도 3, 도 6, 도 9와 도 12), 즉 볼 베어링 케이지(2)의 내측 둘레(38) 또는 내측 둘레들(38)은 볼 베어링(40)의 내측 레이스(42)의 외측 둘레 또는 외측 둘레들(76)에서, 즉 내측 레이스(42)의 제 1 (축방향) “근거리쪽” 숄더(94)와 내측 레이스(42)의 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더(96)에서 슬라이딩하므로, 이 볼 베어링 케이지(2)의 정확한, 동심의 그리고 안정적인 동작이 (볼 베어링(40)에서) 보장될 수 있다.
이 볼 베어링 케이지(2)는 - 사출 성형(36)을 통해 (비교 도 13) - 고성능 합성수지로, 예를 들어 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤(PEK), 폴리페닐렌술페이드(PPS), 폴리페닐렌술폰(PPSU), 폴리아미드이미드(PAI) 또는 폴리이미드(PI)로 제조된다.
이 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(들)(40)의 외측 레이스(44) 및 내측 레이스(42)는 크롬강으로, 예를 들어 100Cr6(재료 번호 1.3505), 약 1% 탄소와 1.5% 크롬의 함유를 갖는 강으로 제조된다.
이 볼 베어링 케이지(들)(2) 또는 볼 베어링들(40)에서 상기 이용된 볼 세트(50)의 볼들(10)은 약 1㎜의 설정가능한 볼 직경(12)을 갖는다. 이 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40)은 덴탈 응용 분야에, 즉 덴탈 터빈에 제공된다.
이 볼 베어링 케이지(2)는 - 설명된 한도에서 - 지금까지의 실시예에 의해, 특히 돌출부(98)와 가이드 영역(24) 또는 리브(24)를 추가한 대략 볼 직경(12)의 축방향(14)의 연장부를 포함하는 웨브 실시예에 의해(비교, 도 1 내지 도 12), 이의 외면(26, 28, 30)과 칼로트 바닥(54, 66, 70)과 관련하여 다양한 상이한 실시예들을 가질 수 있다.
- “원통형 외면(28)과 오목한 칼로트 바닥(70)을 갖는 볼 베어링 케이지(2)”, 도 1 내지 도 3
도 1 내지 도 3에는 (다양한 구성으로, 즉 오로지 볼 베어링 케이지(2)만(도 1), 내측 레이스(42)를 포함하는 볼 베어링 케이지(2)(도 2) 및 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40) 안에 내장된 볼 베어링 케이지(2)(도 3)) 원통형 외면(28)과 오목한 칼로트 바닥(70)을 갖는 볼 베어링 케이지(2)의 제 1 실시예가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 제 1 실시예에 따른 이 볼 베어링 케이지(2)는 또는 이 웨브들(18)은 축방향(14)으로 원통형인 방사방향의 외면(28)을 갖는다.
이 실시예 또는 이의 케이지 디자인은 바람직하게는 깊은 홈 볼 베어링에서 이용될 수 있으며, 칼로트 노즈는 속도 조건하에 볼 베어링에서 발생하는 원심력 때문에 외부로 휘어지지 않는다.
또한, 제 1 실시예에 따른 이 볼 베어링 케이지(2)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 칼로트 바닥(54)을 제공하고, 이것은 볼 포켓(8) 안에 수용되는 또는 수용된 볼(10)의 볼 표면에 대응하는 곡선형(“오목한”) 면(70)을 갖는다.
도 2에는 제 1 실시예에 따른 - 볼 베어링 내측 레이스 숄더-유도되는(78) - 볼 베어링 케이지(2)는 해당 볼 베어링 내측 레이스(42) 및 볼 포켓(8) 안에 수용된 볼들(10)과 함께 도시되어 있다.
도 3에는 - 완전한 또는 완전히 조립된 - 볼 베어링(40)이 볼 베어링 내측 레이스(42), 볼 베어링 외측 레이스(44)와 - 볼 베어링 내측 레이스 숄더-유도된(78) - 볼 베어링 케이지(2)(제 1 실시예에 따라) 및 볼 포켓(8) 안에 수용된 볼들(10)과 함께 도시되어 있다.
- “원통형 외면(28)과 직선형 칼로트 바닥(66)을 갖는 볼 베어링 케이지(2)”, 도 4 내지 도 6
도 4 내지 도 6에는 (마찬가지로 다양한 구성으로, 즉 오로지 볼 베어링 케이지(2)만(도 4), 내측 레이스(42)를 포함하는 볼 베어링 케이지(2)(도 5) 및 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40) 안에 내장된 볼 베어링 케이지(2)(도 6)) 원통형 외면(28)과 직선형 칼로트 바닥(66)을 갖는 볼 베어링 케이지(2)의 제 2 실시예가 도시되어 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼, 제 2 실시예에 따른 이 볼 베어링 케이지(2)는 또는 이 웨브들(18)은 축방향(14)으로 원통형인 방사방향의 외면(28)을 갖는다.
또한, 제 2 실시예에 따른 이 볼 베어링 케이지(2)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼, 칼로트 바닥(54)을 제공하고, 이것은 평평한 (“직선형”) 면(66)을 갖는다.
도 5에는 제 2 실시예에 따른 - 볼 베어링 내측 레이스 숄더-유도되는(78) - 볼 베어링 케이지(2)가 해당 볼 베어링 내측 레이스(42) 및 볼 포켓(8) 안에 수용된 볼들(10)과 함께 도시되어 있다.
도 6에는 - 완전한 또는 완전히 조립된 - 볼 베어링(40)이 볼 베어링 내측 레이스(42), 볼 베어링 외측 레이스(44)와 - 볼 베어링 내측 레이스 숄더-유도된(78) - 볼 베어링 케이지(2)(제 2 실시예에 따라) 및 볼 포켓(8) 안에 수용된 볼들(10)과 함께 도시되어 있다.
- “원추형 외면(30)과 오목한 칼로트 바닥(70)을 갖는 볼 베어링 케이지(2)”, 도 7 내지 도 9
도 7 내지 도 9에는 (마찬가지로 다양한 구성으로, 즉 오로지 볼 베어링 케이지(2)만(도 7), 내측 레이스(42)를 포함하는 볼 베어링 케이지(2)(도 8) 및 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40) 안에 내장된 볼 베어링 케이지(2)(도 9)) 원추형 외면(30)과 오목한 칼로트 바닥(70)을 갖는 볼 베어링 케이지(2)의 제 3 실시예가 도시되어 있다.
도 7 내지 도 9에 도시된 것처럼, 제 3 실시예에 따른 이 볼 베어링 케이지(2)는 또는 이 웨브들(18)은 축방향(14)으로 원추형인 방사방향의 외면(30)을, 여기에서 예를 들어 대략 10°의 원뿔각(52)을 갖는 외면을 갖는다.
그러므로 칼로트 노즈는 속도 조건하에 볼 베어링에서 발생하는 원심력 때문에 외부로 휘어질 수 있고 외부로 휘어지는 칼로트 노즈가 외측 레이스의 트랙 또는 숄더와 접촉하는 것이 억제될 수 있다.
또한, 제 3 실시예에 따른 이 볼 베어링 케이지(2)는, 도 7 내지 도 9에 도시된 것처럼, 칼로트 바닥(54)을 제공하고, 이것은 볼 포켓(8) 안에 수용되는 또는 수용된 볼(10)의 볼 표면에 대응하는 곡선형(“오목한”) 면(70)을 갖는다.
도 8에는 제 3 실시예에 따른 - 볼 베어링 내측 레이스 숄더-유도되는(78) - 볼 베어링 케이지(2)가 해당 볼 베어링 내측 레이스(42) 및 볼 포켓(8) 안에 수용된 볼들(10)과 함께 도시되어 있다.
도 9에는 - 완전한 또는 완전히 조립된 - 볼 베어링(40)이 볼 베어링 내측 레이스(42), 볼 베어링 외측 레이스(44)와 - 볼 베어링 내측 레이스 숄더-유도된(78) - 볼 베어링 케이지(2)(제 3 실시예에 따라) 및 볼 포켓(8) 안에 수용된 볼들(10)과 함께 도시되어 있다.
- “원추형 외면(30)과 직선형 칼로트 바닥(66)을 갖는 볼 베어링 케이지(2)”, 도 10 내지 도 12
도 10 내지 도 12에는 (마찬가지로 다양한 구성으로, 즉 오로지 볼 베어링 케이지(2)만(도 10), 내측 레이스(42)를 포함하는 볼 베어링 케이지(2)(도 11) 및 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40) 안에 내장된 볼 베어링 케이지(2)(도 12)) 원추형 외면(30)과 직선형 칼로트 바닥(66)을 갖는 볼 베어링 케이지(2)의 제 4 실시예가 도시되어 있다.
도 10 내지 도 12에 도시된 것처럼, 제 4 실시예에 따른 이 볼 베어링 케이지(2)는 또는 이 웨브들(18)은 축방향(14)으로 원추형인 방사방향의 외면(30)을, 여기에서 예를 들어 대략 10°의 원뿔각(52)을 갖는 외면을 갖는다.
또한, 제 4 실시예에 따른 이 볼 베어링 케이지(2)는, 도 10 내지 도 12에 도시된 것처럼, 칼로트 바닥(54)을 제공하고, 이것은 평평한 (“직선형”) 면(66)을 갖는다.
도 11에는 제 4 실시예에 따른 - 볼 베어링 내측 레이스 숄더-유도되는(78) - 볼 베어링 케이지(2)는 해당 볼 베어링 내측 레이스(42) 및 볼 포켓(8) 안에 수용된 볼들(10)과 함께 도시되어 있다.
도 12에는 - 완전한 또는 완전히 조립된 - 볼 베어링(40)은 볼 베어링 내측 레이스(42), 볼 베어링 외측 레이스(44)와 - 볼 베어링 내측 레이스 숄더-유도된(78) - 볼 베어링 케이지(2)(제 3 실시예에 따라) 및 볼 포켓(8) 안에 수용된 볼들(10)과 함께 도시되어 있다.
사출 성형(36)을 통한 볼 베어링 케이지(2)의 제조
이 볼 베어링 케이지(2) 모두의 큰 장점은 특히 이의 제조 공정에 있다.
만약 볼 베어링 케이지(2)가 사출 성형(36)을 통해 제조되면, - 이 볼 베어링 케이지(2)의 케이지 디자인에 근거해 - 도 13에 도시된 것처럼, 사출 성형기(80)는, 이 경우 상부 부분(82)과 분할선(88)에 의해 상부 부분(82)과 연결된 또는 연결될 수 있는 하부 부분(84)을 포함하는 2부재 사출 성형기(80)가 매우 간단하게 실시될 수 있다.
이때 이 분할선(88)에 의해 결합된 상부 부분과 하부 부분은 도 13에 도시된 것처럼, 이 볼 베어링 케이지(2)의 네가티브 형상(86)을 형성한다.
이때, 가이드 영역(24)은, 도 13에 도시된 것처럼, 2부재 사출 성형기(80)의 분할선(88)에 있으므로, 사출 성형된 부품의 완전한 형상 결합 탈형성은 기기 상부 부분(82)의 개방을 통해 이루어질 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예(들)을 통해 상세히 도시되고 설명될지라도, 본 발명은 개시된 예들을 통해 제한되지 않으며 다른 변형예들은 본 발명의 보호 범위를 벗어남이 없이 당업자에 의해 도출될 수 있다.
2 볼 베어링 케이지
4 환형 바디/케이지 백
6 볼 베어링 케이지(2) 또는 볼 베어링(40)의 원주 방향
8 볼 포켓
10 볼
12 볼 직경
14 축방향, 축방향으로
16 웨브(18)의 축방향 길이
18 웨브
20 거리, 원호 길이(인접하는 2개의 웨브(18) 사이), (평균적인) 웨브거리, (평균적인) 볼 포켓 폭
22 웨브(18)의 폭, 원주방향(6)으로 원호(원호 길이)를 따라 연장한 웨브(18)의 연장부
24 가이드 영역, 리브
26 웨브(18)의 방사방향 외측/외면
28 원통형 방사방향 외면
30 원추형 방사방향 외면
32 웨브(18)의 방사방향 내측/내면
34 볼 베어링 케이지(2) 또는 볼 베어링(40)의 외측 둘레
36 사출 성형물
38 볼 베어링 케이지(2) 또는 볼 베어링(40)의 내측 둘레
40 볼 베어링, (단열의) 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링
42 볼 베어링 내측 레이스, 내측 링
44 볼 베어링 외측 레이스, 외측 링
46 볼 베어링 내측 레이스, 내측 링(42)의 구름 홈
48 볼 베어링 외측 레이스, 외측 링(44)의 구름 홈
50 볼 세트
52 원뿔각
54 칼로트 바닥
56 방사방향
58 볼 포켓(8)의 축방향 중심, 평균적인 축방향 볼 포켓 깊이
60 웨브(18)의 평균적인 방사방향 높이
62 볼 베어링 케이지(2) 또는 볼 베어링(40)의 중점(M)
64 볼 포켓(8)의 깊이(축방향(14)으로), 볼 포켓(8)의 축방향(14)의 연장부
66 칼로트 바닥(54)의 평평한/직선형 면
68 반경(R)
70 칼로트 바닥(54)의 곡선형/오목한 면
72 (볼 베어링 케이지의 외측 둘레에서 볼 베어링 케이지(2)의 인접한 2개의 웨브들(18) 간) 거리, 원호 길이
74 (볼 베어링 케이지의 내측 둘레에서 볼 베어링 케이지(2)의 인접한 2개의 웨브들(18) 간) 거리, 원호 길이
76 내측 레이스(42)의 외측 둘레
78 볼 베어링 내측 레이스/내측 링(42)의 내측 레이스 숄더 (볼 베어링) 내측 레이스 숄더-가이드되는
80 (2부재) 사출 성형기
82 제 1 성형기 부분, 상측 부분
84 제 2 성형기 부분, 하측 부분
86 빈공간, 네거티브 형상
88 분할선
90 볼 포켓 개구 (웨브 단부(92)에서), 웨브 단부(92)에서 “자유” 거리
92 (자유) 웨브 단부
94 제 1 (축방향) “근거리쪽” 숄더
96 제 2 (축방향) “원거리쪽” 숄더
98 돌출부

Claims (16)

  1. 방사방향으로 에워싸는 환형 바디(4)를 가지는 볼 베어링 케이지(2)로서,
    원주 방향(6)으로 기본적으로 균일하게 배분된, 사전에 설정될 수 있는 축방향 길이(16)를 가지고 축방향(14)으로 돌출하는 웨브들(18)이 상기 바디 위에 배치되어 있으며, 웨브들은 축방향(14)으로 한쪽이 개방되어 있는 다수의 볼 포켓(8)을 형성하여 그에 대응하는 수의, 사전에 설정될 수 있는 볼 직경(12)을 가지는 볼(10)이 수용될 수 있으며, 적어도 하나의 웨브(18)에 대하여 가이드 영역(24)은 볼 베어링 링(42, 44)의 구름 홈(46, 48)과 결합하기 위해 형성되어 있는 볼 베어링 케이지(2)에 있어서,
    상기 웨브(18)의 축방향 길이(16)는 적어도 상기 볼 직경(12)에 상응하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지(2).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 영역(24)은 볼 베어링 외측 레이스(44)의 구름 홈(48)과의 결합을 위해 상기 웨브(18)의 방사방향의 외측(26)에 형성되어 있거나 또는 상기 가이드 영역(24)은 볼 베어링 내측 레이스(42)의 구름 홈(46)과의 결합을 위해 상기 웨브(18)의 방사방향의 내측(32)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지(2).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드 영역(24)은 웨브(18)와 일체로 형성되어 있으며, 특히 웨브(18)에서 이와 같은 축방향 위치에서, 상기 볼 베어링 케이지(2)는 축방향 유극을 가지고 볼 베어링(40)에서 가이드될 수 있는 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지(2).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 적어도 한 항에 있어서,
    다수의 웨브(18)에서, 특히 모든 웨브(18)에서, 각각의 경우에 상기 가이드 영역(24)은 기본적으로 동일한 웨브들(18)인 경우 특히 같은 위치로 형성되어 있거나 또는 웨브(18)의 네 번째 마다 또는 세 번째 마다 또는 두 번째 마다 각각의 경우에 상기 가이드 영역(24)은 기본적으로 동일한 웨브(18)인 경우 특히 동일한 위치로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지(2).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 적어도 한 항에 있어서,
    상기 가이드 영역(24)은 융기부로서, 특히 원주 방향(6)으로 연장하는 융기부로서, 특히 원주 방향(6)으로 연장하는 리브(24)로서 형성되어 있으며, 특히 원주 방향(6)으로 연장하는 리브(24)는 기본적으로 웨브(18)의 전체 폭(22)에 걸쳐 방사방향의 외측(26) 또는 내측(32)에서 원주 방향(6)으로 연장하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지(2).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 적어도 한 항에 있어서,
    상기 웨브(18)는 축방향(14)으로 원통형인 방사방향 외면(28) 또는 특히 대략 2°와 대략 20° 사이, 특히 대략 7°와 대략 12° 사이에서 원뿔각(52)을 취하는 축방향(14)으로 원추형인 방사방향의 외면(30)을 가지는 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지(2).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 적어도 한 항에 있어서,
    상기 볼 베어링 케이지(2)는 적어도 부분적으로 합성수지로, 특히 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤(PEK), 폴리페닐렌술피드(PPS), 폴리페닐술폰(PPSU), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리이미드(PI) 또는 페놀수지(PF)로, 특히 코튼 패브릭 강화된 페놀 수지(PF)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지(2).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 적어도 한 항에 있어서,
    방사방향으로 에워싸는 환형의 바디(4)에서 각각의 경우에 원주방향(6)으로 인접하는 2개의 웨브(18) 사이에 형성된 칼로트 바닥(54)이 평평한 면(66) 또는 곡선형 면(70)을 가지는 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지(2).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 적어도 한 항에 있어서,
    상기 볼 베어링 케이지(2)의 방사방향 외측 둘레(34)에서 원주 방향(6)으로 각각의 경우에 원주방향(6)으로 인접하는 2개의 웨브들(18)의 거리(72)는 상기 볼 베어링 케이지(2)의 방사방향 내측 둘레(38)에서 거리(74)보다 더 큰 것을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지(2).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 적어도 한 항에 있어서,
    기계 가공을, 추가 제조를, 특히 3-D 프린팅을 또는 사출 성형(36)을 특징으로 하는 볼 베어링 케이지(2).
  11. 단열의 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링(40)에서 제 1 항 내지 제 10 항 중 적어도 한 항에 따른 볼 베어링 케이지(2)의 이용.
  12. 볼 베어링 내측 레이스(42), 볼 베어링 외측 레이스(44), 볼 직경(12)이 설정될 수 있는 다수의 볼(10) 및 제 1 항 내지 제 10 항 중 적어도 어느 한 항에 따른 볼 베어링 케이지(2)를 포함하는 볼 베어링(40)에 있어서,
    다수의 볼(10)은 볼 베어링 케이지(2)를 통해 형성되는 볼 포켓(8)의 수에 상응하며(“볼 세트, 50”) 및 각각의 경우에 상기 볼들(10) 중 하나가 상기 볼 포켓들(8) 중 하나 안에 수용되고, 상기 가이드 영역(24)은 볼 베어링 내측 레이스(42)의 구름 홈(46)과 또는 볼 베어링 외측 레이스(48)의 구름 홈(44)과 결합되는 것을 특징으로 하는 볼 베어링(40).
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 볼 베어링 케이지(2)는 내측 레이스 숄더(78) 가이드되고, 상기 가이드 영역(24)은 웨브(18)의 방사방향 내측(32)에 형성되고 볼 베어링 내측 레이스(42)의 구름 홈(46)과 결합하는 것을 특징으로 하는 볼 베어링(40).
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 볼들(10)은 5㎜이하의 설정가능한 볼 직경(12)을 가지는 것을 특징으로 하는 볼 베어링(40).
  15. 덴탈 기기에서, 특히 덴탈 터빈에서 이용되는 제 12 항 또는 제 13 항 또는 제 14 항에 따른 볼 베어링.
  16. 분할선(88)에 의해 결합될 수 있는 또는 분리될 수 있는 2개의 성형기 부분(82, 84)을 포함하는 제 1 항 내지 제 10 항 중 적어도 한 항에 따른 볼 베어링 케이지(2)용 사출 성형기(80)로서,
    상기 양 성형기 부분(82, 84)은 볼 베어링 케이지(2)를 위해 결합된 상태에서 볼 베어링 케이지(2)를 모사하는 빈공간(“네거티브 형상”)을 형성하고, 상기 가이드 영역(24)은 분할선(88)에 있는 사출 성형기(80).
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