KR20220146654A - 회전가능한 차축을 지지하기 위한 베어링 부재 - Google Patents

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KR20220146654A
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토마스 엘리아손
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알파 라발 코포레이트 에이비
알파 라발 코포레이트 에이비
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Abstract

본 발명은 회전가능한 차축을 지지하기 위한 베어링 부재(65)를 제공하고, 베어링 부재는, 베어링 하우징(20); 베어링 하우징(20) 내에 삽입되는 적어도 하나의 베어링(32); 베어링(32)은 베어링을 통해 연장되는 회전가능한 샤프트(72)를 수용하도록 구성됨; 및 베어링 하우징(20) 주위에 배열되는 기울임 부재(41)를 포함한다. 기울임 부재(41)는 베어링 하우징(20)을 수용하기 위해 관통 구멍(62)을 형성하는 환형 디스크들(44)의 팩을 포함하고; 환형 디스크들(44) 각각은 디스크들 각각을 통해 연장되는 복수의 애퍼쳐들을 포함하고, 기울임 부재(41)는 스택으로서 환형 디스크들(44)을 함께 유지하고 상기 베어링 하우징(20) 또는 상기 고정 기계 요소(71)에 기울임 부재(41)를 부착하기 위한 체결 수단을 수용하기 위해 애퍼쳐들 각각에 제공되는 슬리브 요소(47)를 더 포함한다. 베어링 부재(65)는, 기울임 부재(41)의 슬리브(47)를 통해 연장되고 기울임 부재(41)를 베어링 하우징(20)에 부착하는 적어도 하나의 체결 요소(64)를 더 포함한다.

Description

회전가능한 차축을 지지하기 위한 베어링 부재
본 발명은 베어링 부재, 예컨대, 베어링 하우징이 그의 중심 축에 대해 기울어지는 것을 허용하는 베어링 부재에 관한 것이다.
원심 분리기들은 통상적으로, 원심 회전자 아래에 위치된 구동 유닛에 의해 구동되는 전형적인 수직 스핀들에 장착된 원심 회전자를 포함한다. 원심 회전자는 전형적으로, 구동 유닛에 비해 비교적 큰 중량을 갖는다. 추가적으로, 원심 회전자는 분리될 대량의 제품을 수용하도록 구성된다. 따라서 원심 분리기의 작동 동안에 스핀들에 의해 지탱되는 질량은 상당하다. 원심 회전자의 비교적 작은 불균형들은 작동 동안에, 특히, 시동 동안에, 원하는 분리 효율을 위해 가장 적절한 초임계 회전 속도를 달성하기 위하여 원심 회전자가 임계 회전 속도를 통과해야 할 때에 문제들을 생성할 수 있다.
US 2015/283561호는 원심 드럼, 및 넥 베어링 및 풋 베어링에 의해 구동 하우징에 회전가능하게 장착된 구동 스핀들을 포함하는 원심 분리기를 개시한다. 구동 하우징은 구동 챔버, 및 고정자 및 모터 회전자를 갖는 전기 모터를 에워싼다. 모터 회전자는 구동 스핀들 상에 배치되고, 고정자는 구동 하우징에 고정 연결된다. 공극이 고정자와 모터 회전자 사이에 존재한다. 고정자 및 모터 회전자는 넥 베어링과 풋 베어링 사이에 배열된다. 풋 베어링은 피봇 베어링으로서 설계되고 원심 드럼을 축방향으로 지지한다. 넥 베어링은 적어도 하나의 탄성 요소를 통해 베어링 하우징에서 방사상으로 지지되며, 베어링 하우징은 차례로, 구동 하우징 상에 체결된다. 탄성 요소는 탄성중합체 물질로 구성되는 링에 의해 상호연결되는 두 개의 금속 슬리브들로 구성된다.
넥 베어링을 지지하는 US 2015/283561호의 탄성 요소들은 작동 동안에 스핀들이 작은 방사상 이동들을 하는 것을 허용한다. 그러나, 설계는 스핀들이 기하학적 중심 축으로부터 방사상으로 이동될 때 스핀들이 약간 기울어지는 것을 초래할 수 있다. 넥 베어링을 지지하는 탄성 요소들은 그러한 기울어짐을 보상하도록 구성되는 것으로 보이지 않는다. 따라서, 스핀들의 기울어짐은 넥 베어링의 내측 및 외측 베어링 링들을 서로에 대해 횡방향 축을 중심으로 회전시키려고 하는 힘들을 초래할 수 있고, 이는 넥 베어링의 조기 마모를 야기할 수 있다.
US 9,427,747호는, 대형 응용들에 적합하고 프레임, 스핀들 및 스핀들 상의 원심 회전자를 포함하는 원심 분리기를 개시한다. 원심 회전자는 내측 분리 공간을 형성하는 회전자 케이싱, 유체의 공급을 위한 유입구, 및 분리된 성분의 배출을 위한 배출구를 포함한다. 고정자 및 회전자를 갖는 구동 모터는 스핀들 및 원심 회전자를 구동한다. 모터 회전자는 제1 베어링 및 제2 베어링에 의해 지지된다. 결합 부재가, 모터 회전자로부터 스핀들로 회전 운동을 전달하기 위해 모터 회전자와 스핀들을 연결한다. 제3 베어링은 그것이 스핀들과 프레임 사이에서 방사상 힘들의 제1 부분을 전달하기 위해 프레임에 대해 방사상으로 탄성적이도록 스핀들을 지지한다. 결합 부재는 층판 결합(lamella coupling) 또는 유니버설 결합(universal coupling)을 포함하고, 스핀들과 프레임 사이에 존재하는 방사상 힘들의 제2 부분을 모터 회전자 및 제1 및 제2 베어링들을 통해 프레임에 전달한다.
구형 베어링들은 회전식 및 작은 각도 양쪽 모두로 이동해야 하는 회전 샤프트를 지지하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 구형 베어링들은 복잡하고 고가일 수 있다. 그러므로, 관련 기술분야에서는 상이한 종류들의 장치들에서 회전 샤프트를 지지하기 위한 추가의 덜 복잡한 해결책들이 필요하다.
본 발명의 목적은 위에서 논의된 문제점들을 극복하는 것이다. 특히, 작동 동안에 스핀들의 기울어짐 또는 약간의 기울어짐을 허용하는 베어링 부재를 목표로 한다.
본 발명의 양상으로서, 초기에 정의된 원심 분리기가 제공되고, 이는, 상부 베어링 하우징이, 원심 분리기의 작동 동안 중심 축에 대해 스핀들이 기울어지는 것을 허용하는 상부 기울임 부재 및 탄성 부재를 통해 고정 프레임에 장착되고, 탄성 부재 및 상부 기울임 부재가 방사상 방향으로 차례로 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 탄성 부재는 기울임 부재의 방사상 외부에 위치된다. 대안적으로, 탄성 부재는 기울임 부재의 방사상 내부에 위치될 수 있다.
상부 기울임 부재에 의해, 상부 베어링 하우징의 적어도 하나의 베어링에 작용하고 적어도 하나의 베어링의 베어링 링들을 서로에 대해 그리고 횡방향 축을 중심으로 회전시키려고 하는 힘들은 베어링으로부터 그리고 상부 기울임 부재에 대해 방사상 외측으로 변위될 수 있으며, 이는 차례로, 베어링 하우징이 중심 축에 대해 기울어지는 것을 허용한다. 따라서, 스핀들이 기울어질 때 상부 베어링 하우징의 적어도 하나의 베어링 상에 작용하는, 스핀들에 횡방향인 비틀림 힘들은, 고정 프레임에 직접 또는 탄성 부재만을 통해서 장착되는 상부 베어링 하우징에 비해 상당히 감소될 수 있다. 그 결과, 스핀들이 기울어진 경우에도 상부 베어링 하우징의 1개 이상의 베어링의 내측 베어링 링과 외측 베어링 링 사이에는 상대 회전 운동들이 없을 수 있다. 따라서 상부 베어링 하우징의 적어도 하나의 베어링은 스핀들이 기울어진 경우에도 낮은 힘 조건들 하에서 작동할 수 있다. 게다가, 감소된 비틀림 힘들로 인해, 고정 프레임에 탄성 부재만을 통해서 장착되는 상부 베어링 하우징에 비해 탄성 부재의 마모가 감소될 수 있다. 그 결과, 스핀들이 기울어진 경우에도 상부 베어링 하우징의 1개 이상의 베어링의 내측 베어링 링과 외측 베어링 링 사이에는 상대 회전 운동들이 없을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상부 베어링 하우징은 구동 유닛의 회전 부재와 원심 회전자 사이에 위치된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상부 기울임 부재는 상부 베어링 하우징 주위로 연장되고 상부 베어링 하우징 및 탄성 부재에 부착되는 환형 디스크들의 팩을 포함한다.
환형 디스크들의 팩은 가요성일 수 있다. 환형 디스크들 중 각각의 환형 디스크는 가요성일 수 있다. 환형 디스크들은 환형 디스크들의 팩에서 서로 인접할 수 있다.
굽힘 응력을 받을 때, 환형 디스크들의 팩을 포함하는 기울임 부재는 균질한 물질의 일 편으로 만들어진 기울임 부재에 비해 쉽게 굽혀질 것이다. 게다가, 환형 디스크들의 팩을 포함하는 기울임 부재가 단축 응력을 받을 때, 이는 균질한 물질의 일 편으로 만들어진 기울임 부재만큼 강하다. 따라서, 환형 디스크들의 팩을 포함하는 기울임 부재는 상부 베어링 하우징을 통해 스핀들을 지지하기에 충분히 강하면서 적어도 하나의 베어링에 대한 비틀림 하중을 감소시키는 굽힘성을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상부 기울임 부재의 환형 디스크들의 팩은 환형 디스크들 주위에 서로로부터 등거리로 분리되는 적어도 3개의 주 부착 부재들에 의해 상부 베어링 하우징에 부착되고, 인접한 주 부착 부재들의 각각의 쌍 사이에 각각 위치되는 적어도 3개의 부 부착 부재들에 의해 탄성 부재에 부착된다.
상부 베어링 하우징 및 탄성 부재에 대한 환형 디스크들의 팩의 그러한 교번식 부착은 상부 베어링 하우징 및 탄성 부재에 대한 견고한 부착, 및 상부 베어링 하우징 및 스핀들이 기울어지는 것을 허용하는 가요성을 보장할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상부 기울임 부재의 환형 디스크들의 팩은 환형 디스크들 주위에 서로로부터 등거리로 분리되는 적어도 3개의 주 부착 부재들에 의해 고정 프레임에 부착되고, 인접한 주 부착 부재들의 각각의 쌍 사이에 각각 위치되는 적어도 3개의 부 부착 부재들에 의해 탄성 부재에 부착된다.
또한, 고정 프레임 및 탄성 부재에 대한 환형 디스크들의 팩의 그러한 교번식 부착은 고정 프레임 및 탄성 부재에 대한 견고한 부착, 및 상부 베어링 하우징 및 스핀들이 기울어지는 것을 허용하는 가요성을 보장할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 주 및 부 부착 부재들 각각은 상부 기울임 부재의 환형 디스크들의 팩을 통한 각각의 애퍼쳐를 통해 연장되는 나사 볼트를 포함한다. 그러한 나사 볼트들은 상부 베어링 하우징 및 탄성 부재로의 환형 디스크들의 팩의 용이하고 효율적인 장착을 허용한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 베어링은 상부 베어링 하우징에 부착되는 외측 베어링 링 및 스핀들에 부착되는 내측 베어링 링을 포함하는 제1 베어링, 상부 베어링 하우징에 부착되는 외측 베어링 링 및 스핀들에 부착되는 내측 베어링 링을 포함하는 제2 베어링, 및 가능하게는, 상부 베어링 하우징에 부착되는 외측 베어링 링 및 스핀들에 부착되는 내측 베어링 링을 포함하는 제3 베어링을 포함한다. 상부 베어링 하우징에 다수의 베어링들, 즉, 적어도 제1 베어링 및 제2 베어링을 배열함으로써, 스핀들의 견고한 지지가 달성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 원심 분리기는 하부 베어링 하우징을 포함하고, 하부 베어링 하우징은, 하부 베어링 하우징에 부착되는 외측 베어링 링 및 스핀들에 부착되는 내측 베어링 링을 포함하는 적어도 하나의 베어링을 지지하고 고정 프레임에 장착된다. 하부 베어링 하우징은 구동 유닛의 회전 부재 외부에 제공될 수 있다. 하부 베어링 하우징 및 적어도 하나의 베어링은 스핀들 및 원심 회전자의 더 견고한 지지에 기여할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하부 베어링 하우징은 원심 분리기의 작동 동안 스핀들이 중심 축에 대해 기울어지는 것을 허용하는 하부 기울임 부재를 통해 고정 프레임에 장착된다.
하부 기울임 부재에 의해, 하부 베어링 하우징의 적어도 하나의 베어링에 작용하고 적어도 하나의 베어링의 베어링 링들을 서로에 대해 그리고 횡방향 축을 중심으로 회전시키려고 하는 힘들은 베어링으로부터 그리고 하부 기울임 부재에 대해 방사상 외측으로 변위될 수 있다. 따라서 하부 베어링 하우징의 적어도 하나의 베어링은 스핀들이 기울어진 경우에도 낮은 힘 조건들 하에서 작동할 수 있다. 그 결과, 스핀들이 기울어진 경우에도 하부 베어링 하우징의 1개 이상의 베어링의 내측 베어링 링과 외측 베어링 링 사이에는 상대 회전 운동들이 없을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하부 기울임 부재는 하부 베어링 하우징 주위로 연장되고 하부 베어링 하우징 및 고정 프레임에 부착되는 환형 디스크들의 팩을 포함한다. 따라서, 상부 기울임 부재와 대조적으로, 하부 기울임 부재는 어떠한 중간 탄성 부재도 없이 고정 프레임에 직접 부착될 수 있다.
환형 디스크들의 팩 또는 하부 기울임 부재는 가요성일 수 있다. 환형 디스크들 각각은 가요성일 수 있다. 환형 디스크들은 하부 기울임 부재의 환형 디스크들의 팩에서 서로 인접할 수 있다.
굽힘 응력을 받을 때, 환형 디스크들의 팩을 포함하는 기울임 부재는 균질한 물질의 일 편으로 만들어진 기울임 부재에 비해 쉽게 굽혀질 것이다. 게다가, 환형 디스크들의 팩을 포함하는 기울임 부재가 단축 응력을 받을 때, 이는 균질한 물질의 일 편으로 만들어진 기울임 부재만큼 강하다. 따라서, 환형 디스크들의 팩을 포함하는 기울임 부재는 하부 베어링 하우징을 통해 스핀들을 지지하기에 충분히 강하면서 적어도 하나의 베어링에 대한 비틀림 하중을 감소시키는 굽힘성을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하부 기울임 부재의 환형 디스크들의 팩은 환형 디스크들 주위에 서로로부터 등거리로 분리되는 적어도 3개의 주 부착 부재들에 의해 하부 베어링 하우징에 부착되고, 인접한 주 부착 부재들의 각각의 쌍 사이에 각각 위치되는 적어도 3개의 부 부착 부재들에 의해 고정 프레임에 부착된다. 하부 베어링 하우징 및 고정 프레임에 대한 환형 디스크들의 팩의 이러한 교번식 부착은 하부 베어링 하우징 및 고정 프레임에 대한 견고한 부착, 및 하부 베어링 하우징 및 스핀들이 기울어지는 것을 허용하는 가요성을 보장한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하부 기울임 부재를 부착하는 주 및 부 부착 부재들 각각은 하부 기울임 부재의 환형 디스크들의 팩을 통한 각각의 애퍼쳐를 통해 연장되는 나사 볼트를 포함하고, 주 부착 부재들의 나사 볼트들은 제1 축 방향으로 환형 디스크들의 팩을 통해 연장되고, 부 부착 부재들의 나사 볼트들은 반대의 제2 축 방향으로 환형 디스크들의 팩을 통해 연장된다. 나사 볼트들은 하부 베어링 하우징 및 고정 프레임으로의 환형 디스크들의 팩의 용이하고 효율적인 장착을 허용한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하부 베어링 하우징의 적어도 하나의 베어링은 하부 베어링 하우징에 부착되는 외측 베어링 링 및 스핀들에 부착되는 내측 베어링 링을 포함하는 제1 베어링, 하부 베어링 하우징에 부착되는 외측 베어링 링 및 스핀들에 부착되는 내측 베어링 링을 포함하는 제2 베어링, 및 가능하게는, 하부 베어링 하우징에 부착되는 외측 베어링 링 및 스핀들에 부착되는 내측 베어링 링을 포함하는 제3 베어링을 포함한다. 하부 베어링 하우징에 다수의 베어링들, 즉, 적어도 제1 베어링 및 제2 베어링을 배열함으로써, 스핀들의 견고한 지지가 달성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하부 베어링 하우징은 고정 프레임 상에 제공되는 오목한 구형 표면에 의해 지지되는 하부 볼록 구형 표면을 포함한다. 구형 표면들은 스핀들에 대한 하부 지지부를 제공할 수 있고, 스핀들이 그 주위에 기울어질 수 있는 기울임 지점을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 구동 유닛의 회전 부재는 상부 베어링 하우징과 하부 베어링 하우징 사이에 스핀들 상에 장착된다. 따라서, 회전 부재는 회전 부재의 상부 단부 및 하부 단부 양쪽 모두에서 지지될 수 있는 스핀들에 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 구동 유닛은 고정 프레임에 부착된 고정자 및 모터 회전자를 갖는 전기 모터를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 회전 부재는 모터 회전자를 포함한다. 따라서, 모터 회전자는 스핀들 상에 그리고 그 주위에 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 스핀들은 중공형이고 제품을 위한 유입구 및/또는 비교적 가벼운 성분을 위한 제1 배출구를 둘러싼다. 그러나, 실시예들에서, 스핀들은 중실형이다.
위에서 논의된 바와 같은 기울임 부재는 또한, 원심 분리기들 이외의 다른 응용들에서 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 추가의 양상으로서, 회전가능한 차축을 지지하기 위한 베어링 부재가 제공되고, 베어링 부재는 다음을 포함한다:
- 베어링 하우징;
- 베어링 하우징 내에 삽입되는 적어도 하나의 베어링; 베어링은 베어링을 통해 연장되는 회전가능한 샤프트를 수용하도록 구성됨; 및
- 베어링 하우징 주위에 배열된 기울임 부재; 기울임 부재는 베어링 하우징을 수용하기 위해 관통 구멍을 형성하는 환형 디스크들의 팩을 포함하고; 환형 디스크들 각각은 디스크들 각각을 통해 연장되는 복수의 애퍼쳐들을 포함하고, 기울임 부재는 스택으로서 환형 디스크들을 함께 유지하기 위해 애퍼쳐들 각각에 제공되고 상기 베어링 하우징 또는 고정 기계 요소에 기울임 부재를 부착하기 위한 체결 수단을 수용하기 위해 배열되는 슬리브 요소를 포함함;
베어링 부재는 다음을 더 포함한다:
- 기울임 부재의 슬리브를 통해 연장되고 기울임 부재를 베어링 하우징에 부착하는 적어도 하나의 체결 요소.
따라서, 기울임 부재는 베어링 하우징이 그의 중심 축(X)에 대해 기울어지는 것을 허용하기 위해 베어링 하우징을 고정 기계 요소에 부착하도록 배열된다. 따라서, 적어도 하나의 베어링의 회전 축은 기울임 부재가 베어링 하우징 주위에 장착될 때 환형 디스크들에 의해 형성되는 평면의 법선에 평행할 수 있다.
따라서, 이러한 양상은 기울임 부재가 그 디스크 팩과 함께 베어링을 제 위치에 유지하는 데 사용될 수 있다는 발명자의 통찰에 기초한다. 디스크 팩은 방사상 방향 및 극 방향으로는 강성이지만 축 방향으로는 가요성일 수 있다. 이로 인해, 기울임 토크는 낮다. 디스크 팩은 슬리브 요소들과 연결된 다수의 디스크들을 포함한다. 이는, 다수의 디스크들이, 동일한 높이를 갖는 하나의 디스크보다 낮은 굽힘 저항을 갖기 때문에 장점이다. 본 개시내용의 기울임 부재는 더 간단한 볼 베어링 또는 롤러 베어링, 예컨대, 원통형 롤러 베어링, 각 접촉 베어링 또는 볼 베어링이, 정적 및 동적 오정렬 모두를 수용하기 위해 정교하고 비싼 구형 베어링이 사용되어 온 응용들에 사용되는 것을 허용한다.
위에서 논의된 바와 같이, 베어링 하우징의 적어도 하나의 베어링에 작용하고 베어링의 베어링 링들을 서로에 대해 그리고 횡방향 축을 중심으로 회전시키려고 하는 힘들은 베어링으로부터 그리고 상부 기울임 부재에 대해 방사상 외측으로 변위될 수 있으며, 이는 차례로, 베어링 하우징이 중심 축에 대해 기울어지는 것을 허용한다. 따라서, 회전 샤프트가 기울어질 때 베어링 하우징의 베어링에 작용하는, 회전 샤프트에 횡방향인 비틀림 힘들은 고정 프레임에 직접 장착되는 베어링 하우징에 비해 상당히 감소될 수 있다. 그 결과, 본 개시내용의 기울임 부재는 베어링이 지지하는 회전 샤프트가 기울어진 경우에도 내측 베어링 링과 외측 베어링 링 사이의 상대 회전 운동들을 감소시키는 것을 제공할 수 있다. 따라서, 베어링은 회전 샤프트가 기울어진 경우에도 낮은 힘 조건들 하에서 작동할 수 있다.
또한, 환형 디스크들의 팩을 포함하는 기울임 부재는 균질한 물질의 일 편으로 만들어진 기울임 부재에 비해 쉽게 굽혀질 것이다. 게다가, 환형 디스크들의 팩을 포함하는 기울임 부재가 단축 응력을 받을 때, 이는 균질한 물질의 일 편으로 만들어진 기울임 부재만큼 강하다. 따라서, 환형 디스크들의 팩을 포함하는 기울임 부재는 회전가능한 샤프트를 베어링 하우징을 통해 지지하기에 충분히 강하면서 베어링에 대한 비틀림 하중을 감소시키는 굽힘성을 제공한다.
따라서 환형 디스크들의 팩은 적층된다. 팩의 디스크들은, 디스크들 사이에 작은 유극이 존재하지 않는 것을 보장하기 위해, 예컨대, 적어도 60 kN의 압력으로 함께 가압될 수 있다. 게다가, 슬리브 요소들이 또한, 슬리브 부재와 환형 디스크들의 팩 사이에 밀착 끼워맞춤이 존재하는 것을 보장하기 위해 팩과 함께 가압될 수 있다. 베어링 하우징 상에 장착될 때, 환형 디스크들의 팩은 특정 스프링 힘으로 사전 인장될 수 있다.
환형 디스크들의 스택을 함께 유지하기 위해 사용되는 슬리브 요소들은 체결 수단, 예컨대, 나사 부재를 수용하기 위한 관통 구멍을 가질 수 있다. 기울임 부재의 애퍼쳐들은 환형 디스크들 주위에 등거리로 이격될 수 있다. 따라서, 슬리브 요소들은 환형 디스크들 주위에 등거리로 이격될 수 있다.
또한, 기울임 부재의 몸체는 환형 디스크들의 팩일 수 있고, 이는 환형 디스크들의 팩이 기울임 부재의 주요 부분을 형성할 수 있다는 것을 의미한다. 그 결과, 베어링 하우징을 위한 관통 구멍을 형성하는 기울임 부재의 부분은 오직 디스크들의 팩뿐일 수 있다.
환형 디스크들의 팩은 가요성일 수 있다. 환형 디스크들 중 각각의 환형 디스크는 가요성일 수 있다. 환형 디스크들은 환형 디스크들의 팩에서 서로 인접할 수 있다.
실시예들에서, 환형 디스크들의 팩은 적어도 2개의 환형 디스크들, 예컨대, 적어도 4개의 환형 디스크들, 예컨대, 적어도 8개의 환형 디스크들을 포함한다.
실시예들에서, 환형 디스크들은 금속 층판들, 예컨대, 강철 층판들이다.
실시예들에서, 환형 디스크들은 냉간 압연된 시트 금속, 예컨대, 냉간 압연된 강으로 만들어진다.
실시예들에서, 적어도 하나의 체결 요소는 기울임 부재의 모든 제2 애퍼쳐에서 기울임 부재를 베어링 하우징에 부착한다.
실시예들에서, 베어링은 구형 롤러 베어링 이외의 롤러 베어링이다.
실시예들에서, 환형 디스크들의 팩의 개별 환형 디스크들의 두께는 5 mm 미만, 예컨대, 1 mm 미만, 예컨대, 0.5 mm 미만이다. 팩의 모든 환형 디스크들은 동일한 두께일 수 있다.
팩의 환형 디스크들은 복수의 코너들을 갖는 폐쇄형 다각형의 형태를 가질 수 있고, 따라서 애퍼쳐들은 코너들에 배열될 수 있다. 예로서, 환형 디스크들은 4개 초과, 예컨대, 6개 초과, 예컨대, 8개 이상의 코너들을 포함할 수 있다.
예로서, 환형 디스크들은 팔각형의 형태를 가질 수 있다. 따라서, 팔각형 형상은 베어링 하우징을 수용하기 위한 관통 구멍을 에워쌀 수 있다.
따라서, 기울임 부재의 환형 디스크들의 팩은 베어링 하우징 또는 베어링 리테이너 주위에 연장되고, 또한, 베어링 하우징에 부착된다. 체결 요소는, 예를 들어, 나사 요소일 수 있다. 예로서, 기울임 부재의 환형 디스크들의 팩은 환형 디스크들 주위에 서로로부터 등거리로 분리된 적어도 3개의 주 부착 부재들에 의해 베어링 하우징에 부착될 수 있다.
따라서, 기울임 부재의 환형 디스크들은 적어도 하나의 베어링의 직경보다 큰 관통 구멍을 형성할 수 있다.
실시예들에서, 베어링은 롤러 베어링, 예컨대, 원통형 롤러 베어링이다. 롤러 베어링은 구형 롤러 베어링 이외의 롤러 베어링일 수 있다. 따라서, 베어링은 두 개의 각진 방향들로의 중심점 주위의 각 회전을 허용하지 않는 롤러 베어링일 수 있다.
실시예들에서, 적어도 하나의 베어링은 베어링 하우징에 부착되는 외측 베어링 링, 및 회전가능한 샤프트, 예컨대, 스핀들로의 부착을 위해 배열되는 내측 베어링 링을 포함한다. 적어도 하나의 베어링은, 예를 들어, 1개, 2개 또는 3개의 베어링일 수 있다.
본 개시내용은 또한, 본원에서 위에서 논의된 기울임 부재를 제공하는데, 즉, 베어링 하우징이 그 중심 축에 대해 기울어지는 것을 허용하기 위해 베어링 하우징을 고정 기계 요소에 부착하도록 배열된 기울임 부재가 제공되고, 기울임 부재는 베어링 하우징을 수용하기 위해 관통 구멍을 형성하는 환형 디스크들의 팩을 포함하고; 환형 디스크들 각각은 디스크들 각각을 통해 연장되는 복수의 애퍼쳐들을 포함하고 기울임 부재는, 스택으로서 환형 디스크들을 함께 유지하고 상기 베어링 하우징 또는 상기 고정 기계 요소에 기울임 부재를 부착하기 위한 체결 수단을 수용하기 위해 애퍼쳐들 각각에 제공되는 슬리브 요소를 더 포함한다.
추가의 양상으로서, 장치가 제공되고, 장치는 다음을 포함한다:
- 고정 기계 요소
- 상기 양상에 따른 적어도 하나의 베어링 부재에 의해 지지되는 회전가능한 샤프트; 베어링 부재의 베어링 하우징은 기울임 부재를 통해 고정 기계 요소에 부착된다.
장치는 회전가능한 샤프트, 예컨대, 예를 들어, 풍력 터빈을 포함하는 임의의 종류의 장치일 수 있다.
실시예들에서, 장치는 기울임 부재의 모든 제2 애퍼쳐에서 기울임 부재를 베어링 하우징에 부착하고 기울임 부재의 모든 제2 애퍼쳐에서 기울임 부재를 고정 기계 요소에 부착하는 적어도 하나의 체결 요소를 더 포함한다.
예로서, 기울임 부재의 환형 디스크들의 팩은 환형 디스크들 주위에 서로로부터 등거리로 분리되는 적어도 3개의 주 부착 부재들에 의해 상부 베어링 하우징에 부착될 수 있고, 인접한 주 부착 부재들의 각각의 쌍 사이에 각각 위치되는 적어도 3개의 부 부착 부재들에 의해 고정 기계 요소에 부착될 수 있다.
베어링 하우징 및 고정 기계 요소에 대한 환형 디스크들의 팩의 그러한 교번식 부착은 베어링 하우징 및 고정 기계 요소에 대한 견고한 부착, 및 베어링 하우징 및 회전가능한 샤프트가 기울어지는 것을 허용하는 가요성을 보장할 수 있다.
실시예들에서, 주 및 부 부착 부재들 각각은 기울임 부재의 환형 디스크들의 팩을 통한 각각의 애퍼쳐를 통해 연장되는 나사 볼트를 포함한다. 그러한 나사 볼트들은 상부 베어링 하우징 및 탄성 부재로의 환형 디스크들의 팩의 용이하고 효율적인 장착을 허용한다.
본 발명은 이제, 다양한 실시예들의 설명에 의해 그리고 첨부된 도면들을 참조하여 더 면밀히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 원심 분리기의 단면도를 개시한다.
도 2는 도 1의 원심 분리기의 구동 유닛의 단면도를 개시한다.
도 3은 도 2의 선(III-III)을 따른, 원심 분리기의 고정 프레임을 통한 단면도를 개시한다.
도 4는 도 3의 선(IV-IV)을 따른 단면도를 개시한다.
도 5는 도 4의 단면도의 확대된 부분을 개시한다.
도 6은 도 3의 선(VI-VI)을 따른 단면도를 개시한다.
도 7은 도 6의 단면도의 확대된 부분을 개시한다.
도 8은 고정 프레임의 부분의 위로부터의 사시도를 개시한다.
도 9는 도 2의 선(IX-IX)을 따른, 원심 분리기의 고정 프레임을 통한 단면도를 개시한다.
도 10은 도 9의 선(X-X)을 따른 단면도를 개시한다.
도 11은 도 10의 단면도의 확대된 부분을 개시한다.
도 12는 도 9의 선(XI-XI)을 따른 단면도를 개시한다.
도 13은 도 12의 단면도의 확대된 부분을 개시한다.
도 14는 고정의 하부 부분의 사시도를 개시한다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 원심 분리기의 고정 프레임을 통한, 도 3의 것과 유사한 단면도를 개시한다.
도 16은 도 15의 선(XVI-XVI)을 따른 단면도를 개시한다.
도 17은 도 16의 단면도의 확대된 부분을 개시한다.
도 18은 도 15의 선(XVIII-XVIII)을 따른 단면도를 개시한다.
도 19는 도 18의 단면도의 확대된 부분을 개시한다.
도 20은 도 15의 고정 프레임의 부분의 위로부터의 사시도를 개시한다.
도 21은 기울임 부재를 개시한다.
도 22는 기울임 부재의 확대도를 도시한다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 베어링 부재를 개시한다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 장치를 개시한다.
도 1은 제품으로부터 비교적 무거운 성분과 비교적 가벼운 성분을 분리함으로써 제품을 처리하기 위한 원심 분리기(1)의 제1 실시예를 개시한다. 원심 분리기(1)는 고정 프레임(2), 및 중심 축(x)과 평행하게 연장되는 스핀들(3)을 포함한다. 스핀들(3)은 고정 프레임(2)에 의해 지지되고 고정 프레임(2)에 대해 회전하도록 허용된다. 중심 축(x)은 도 1에 표시된 바와 같이 원심 분리기(1)의 하부 단부와 상부 단부를 통해 연장된다. 원심 분리기(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 수직으로 연장되는 중심 축(x)과는 다른 위치에 사용될 수 있다는 점을 주목해야 한다.
고정 프레임(2)은 또한, 고정 프레임(2) 및 원심 분리기(1)가 지면, 바닥 등에 위치되는 것을 허용하는 적합한 베이스 요소(개시되지 않음)를 포함할 수 있다.
원심 분리기(1)는, 또한 도 2를 참고하면, 스핀들(3)에 장착된 회전 부재(5)를 포함하는 구동 유닛(4)을 포함한다. 구동 유닛(4)은 스핀들(3)을 고정 프레임(2)에 대해 본질적으로 중심 축(x)을 중심으로 회전시키도록 구성된다. 구동 유닛(4)은 고정 프레임(2)에 부착된 고정자(6) 및 모터 회전자(7)를 갖는 전기 모터를 포함할 수 있다. 개시된 실시예들에서, 회전 부재(5)는 전기 모터의 모터 회전자(7)를 포함하거나 그를 형성한다.
게다가, 원심 분리기(1)는 스핀들(3)과 함께 회전하도록 스핀들(3)의 상부 단부에 장착되는 원심 회전자(8)를 포함한다. 원심 회전자(8)는 분리 공간(9)을 에워싼다. 원심 회전자(8)는 분리 공간(9)에 제공된 분리 디스크들(10)의 스택을 포함할 수 있다. 분리 디스크들(10)은 절두 원추형일 수 있다.
제품을 위한 유입구(11)는 분리 공간(9)으로 연장된다. 비교적 가벼운 성분을 위한 제1 배출구(12) 및 비교적 무거운 성분을 위한 제2 배출구(13)는 분리 공간(9)으로부터 연장된다. 제2 배출구(13)는 원심 회전자(8)를 통해 연장되는 복수의 주연 포트들을 포함할 수 있다.
주연 포트들은 분리 공간(9)으로부터 비교적 무거운 성분, 예컨대, 슬러지의 간헐적인 배출을 위해 개방가능할 수 있다.
개시된 실시예들에서, 유입구(11)는 원심 분리기(1)의 하부 단부 부근에 위치된다. 제1 배출구(12)는 원심 분리기(1)의 상부 단부 부근에 위치된다.
스핀들(3)은 중공형일 수 있고 분리 공간(9)으로의 내측 채널을 형성할 수 있다. 개시된 실시예들에서, 제품을 위한 유입구(11)는 중공형 스핀들(3)의 내측 채널을 통해 원심 회전자(8)의 내측 공간(9)으로 연장된다. 대안적으로, 비교적 가벼운 성분을 위한 제1 배출구(12)는 중공형 스핀들(3)을 통해 연장될 수 있다. 추가의 대안에 따르면, 유입구(11) 및 배출구(12) 양쪽 모두는 중공형 스핀들(3)을 통해 연장되도록 배열될 수 있다.
더 추가의 대안에 따르면, 스핀들(3)은 임의의 유입구 또는 배출구가 없을 수 있고, 유입구(11) 및 제1 배출구(12) 양쪽 모두는 원심 분리기(1)의 상부 단부 부근에 위치될 수 있다.
원심 분리기(1)는 또한, 고정 프레임(2)에 부착되고 원심 회전자(8)를 에워싸는 외측 케이싱(14)을 포함한다.
개시된 실시예들에서, 원심 분리기(1)는 상부 베어링 하우징(20) 및 하부 베어링 하우징(30)을 포함한다. 상부 베어링 하우징(20)은 구동 유닛(4)의 회전 부재(5)와 원심 회전자(8) 사이에 위치될 수 있다. 하부 베어링 하우징(30)은 구동 유닛(4)의 회전 부재(5) 외부에, 즉, 구동 유닛(4)의 회전 부재(5)와 원심 분리기(1)의 하부 단부 사이에 제공될 수 있다.
상부 베어링 하우징(20)은, 또한 도 4를 참고하면, 고정 프레임(2)에 장착된다. 개시된 실시예들에서, 상부 베어링 하우징(20)은 상부 베어링 하우징(20)에 부착되는 외측 베어링 링(24) 및 스핀들(3)에 부착되는 내측 베어링 링(25)을 포함하는 제1 베어링(22), 및 상부 베어링 하우징(20)에 부착되는 외측 베어링 링(24) 및 스핀들(3)에 부착되는 내측 베어링 링(25)을 포함하는 제2 베어링(23)을 지지한다. 외측 베어링 링(24)과 내측 베어링 링(25) 사이에 롤러 요소들(26)이 제공될 수 있다.
상부 베어링 하우징(20)의 제1 및/또는 제2 베어링들(22, 23)은 스핀들(3)에 방사상 지지를 제공하도록, 그리고 가능하게는 또한, 원심 회전자(8)의 하중을 지탱하기 위해 축방향 지지를 제공하도록 구성될 수 있다.
하부 베어링 하우징(30)은, 또한 도 10을 참고하면, 고정 프레임(2)에 장착된다. 개시된 실시예들에서, 하부 베어링 하우징(30)은 하부 베어링 하우징(30)에 부착되는 외측 베어링 링(34) 및 스핀들(3)에 부착되는 내측 베어링 링(35)을 포함하는 제1 베어링(32), 및 하부 베어링 하우징(30)에 부착되는 외측 베어링 링(34) 및 스핀들(3)에 부착되는 내측 베어링 링(35)을 포함하는 제2 베어링(33)을 지지한다. 외측 베어링 링(34)과 내측 베어링 링(35) 사이에 롤러 요소들(36)이 제공될 수 있다.
하부 베어링 하우징(30)의 제1 및/또는 제2 베어링들(32, 33)은 스핀들(3)에 방사상 지지를 제공하도록, 그리고 가능하게는 또한, 원심 회전자(8)의 하중을 지탱하기 위해 축방향 지지를 제공하도록 구성될 수 있다.
상부 베어링 하우징(20)은, 상부 베어링 하우징(20)이 그리고 따라서 스핀들(3)이 스핀들(3)의 회전 동안 방사상으로 이동하는 것을 허용하는 탄성 부재(40)를 통해 고정 프레임(2)에 장착된다.
제1 실시예에서, 상부 베어링 하우징(20)은 스핀들(3)이 중심 축(x)에 대해 기울어지는 것을 허용하는 상부 기울임 부재(41)를 통해 탄성 부재(40)에 장착된다.
개시된 실시예들에서, 탄성 부재(40)는 환형 탄성 요소(42) 및 링 요소(43)를 포함한다. 탄성 요소(42)는 프레임(2)에 부착되고, 링 요소(43)는 기울임 부재(41)에 부착된다.
탄성 요소(42)는 고무 물질, 예컨대, 예를 들어, 니트릴 고무로 만들어질 수 있다.
제1 실시예에서, 탄성 부재(40)는 기울임 부재(41)의 방사상 외부에 위치되고, 탄성 요소(42)는 링 요소(43)의 외부에 위치될 수 있다.
탄성 부재(40) 및 기울임 부재(41)에 추가하여, 상부 베어링 하우징(20)은 스핀들(3) 주위에 원주방향으로 분포된 복수의 스프링 요소들(27)에 의해 지지될 수 있다. 스프링 요소들(27)은, 도 2, 4 및 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 고정 프레임(2)의 상부 중간 벽(28)에 대해 놓일 수 있고 아래로부터 상부 베어링 하우징(20)을 지지할 수 있다. 스프링 요소들(27)은 상부 베어링 하우징(20)이 축 방향으로 탄성적으로 이동하는 것을 허용한다.
상부 기울임 부재(41)는, 도 6 및 4를 참고하면, 상부 베어링 하우징(20) 주위로 연장되고 상부 베어링 하우징(20) 및 탄성 부재(40)의 링 요소(43)에 부착되는 환형 디스크들(44)의 팩을 포함할 수 있다.
환형 디스크들(44)의 팩은 서로 동일할 수 있는 복수의 환형 디스크들(44)을 포함할 수 있다. 환형 디스크들(44) 각각은 냉간 압연된 시트 금속으로 만들어질 수 있다. 따라서, 강하고 가요성인 상부 기울임 부재(41)가 제공될 수 있고, 이는, 본원에서 논의된 기울임 부재의 맥락에서, 열간 압연된 시트 금속에 비해 우수한 물질 특성들을 갖는다. 환형 디스크들(44)은 강, 예컨대, 스테인리스 강, 스프링 강 또는 유사한 것, 즉, 예컨대, 냉간 압연된 강 시트, 냉간 압연된 스테인리스 강 시트, 냉간 압연된 스프링 강 시트 등으로 만들어질 수 있다. 상부 기울임 부재(41)의 몸체는 환형 디스크들(44)만으로 구성될 수 있다.
개시된 실시예들에서, 환형 디스크들(44)의 팩은 환형 디스크들(44) 각각을 통해 연장되는 8개의 등거리 애퍼쳐들을 포함한다. 각각의 슬리브 요소(47)가 애퍼쳐들 각각에 제공된다. 슬리브 요소(47)는 환형 디스크들(44)을 함께 유지하고 따라서 팩 상부 기울임 요소(41)의 일체성을 보장하도록 구성된다. 슬리브 요소들(47) 각각은 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이 관통 구멍을 갖는다.
제1 실시예에서, 상부 기울임 부재(41)의 환형 디스크들(44)의 팩은, 도 6을 참고하면, 환형 디스크들(44) 주위에 서로로부터 등거리로 분리된 4개의 주 부착 부재들(45)에 의해 상부 베어링 하우징(20)에 부착된다. 특히, 상부 기울임 부재(41)는, 도 7 및 8을 참고하면, 상부 베어링 하우징(20)의 4개의 방사상으로 연장되는 돌출부들(20')에 부착될 수 있다.
게다가, 상부 기울임 부재(41)의 환형 디스크들(44)의 팩은, 도 4를 참고하면, 인접한 주 부착 부재들(45)의 각각의 쌍 사이에 각각 위치된 4개의 부 부착 부재들(46)에 의해 탄성 부재(40)의 링 요소(43)에 부착될 수 있다. 특히, 상부 기울임 부재(41)는, 도 5 및 8을 참고하면, 링 요소(43)의 4개의 방사상으로 연장되는 돌출부들(43')에 부착될 수 있다.
주 및 부 부착 부재들(45, 46) 각각은 상부 기울임 부재(41)의 환형 디스크들(44)의 팩을 통한 애퍼쳐들 중 각각의 애퍼쳐의 슬리브 요소(47)의 구멍을 통해 연장되는 나사 볼트를 포함할 수 있고, 주 부착 부재들(45)의 나사 볼트들은 상부 베어링 하우징(20)의 돌출부들(20') 중 각각의 돌출부 내로의 각각의 나사산 가공된 구멍과 맞물릴 수 있고, 부 부착 부재들(46)의 나사 볼트들은 탄성 부재(40)의 링 요소(43)의 돌출부들(43') 중 각각의 돌출부 내로의 각각의 나사산 가공된 구멍과 맞물릴 수 있다.
하부 베어링 하우징(30)은, 스핀들(3)이 중심 축(x)에 대해 기울어지는 것을 허용하는 하부 기울임 부재(51)를 통해 고정 프레임(2)에 장착될 수 있다. 개시된 실시예들에서, 하부 기울임 부재(51)는 하부 베어링 하우징(30) 주위에 연장되는 환형 디스크들(54)의 팩을 포함한다. 환형 디스크들(54)의 팩은, 도 12 및 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 하부 베어링 하우징(30) 및 고정 프레임(2)에 부착된다.
또한, 하부 기울임 부재(51)의 환형 디스크들(54)의 팩은 서로 동일할 수 있는 복수의 환형 디스크들(54)을 포함할 수 있다. 따라서, 강하고 가요성인 하부 기울임 부재(51)가 제공될 수 있고, 이는, 본원에서 논의된 기울임 부재의 맥락에서, 열간 압연된 시트 금속에 비해 우수한 물질 특성들을 갖는다. 환형 디스크들(54)은 강, 예컨대, 스테인리스 강, 스프링 강 또는 유사한 것, 즉, 예컨대, 냉간 압연된 강 시트, 냉간 압연된 스테인리스 강 시트, 냉간 압연된 스프링 강 시트 등으로 만들어질 수 있다. 하부 기울임 부재(51)의 몸체는 환형 디스크들(54)만으로 구성될 수 있다.
개시된 실시예들에서, 환형 디스크들(54)의 팩은 환형 디스크들(54) 각각을 통해 연장되는 8개의 등거리 애퍼쳐들을 포함한다. 각각의 슬리브 요소(57)가 애퍼쳐들 각각에 제공된다. 슬리브 요소(57)는 환형 디스크들(54)을 함께 유지하고 따라서 팩 하부 기울임 요소(51)의 일체성을 보장하도록 구성된다. 슬리브 요소들(57) 각각은 도 13에서 볼 수 있는 바와 같이 관통 구멍을 갖는다.
개시된 실시예들에서, 하부 기울임 부재(51)의 환형 디스크들(54)의 팩은, 도 12를 참고하면, 환형 디스크들(54) 주위에 서로로부터 등거리로 분리되는 4개의 주 부착 부재들(55)에 의해 하부 베어링 하우징(30)에 부착된다. 특히, 하부 기울임 부재(51)는, 도 13을 참고하면, 하부 베어링 하우징(30)의 방사상으로 연장되는 돌출부들(30')에 부착될 수 있다.
게다가, 환형 디스크들(54)의 팩은, 도 9-11을 참고하면, 인접한 주 부착 부재들(55)의 각각의 쌍 사이에 각각 위치된 4개의 부 부착 부재들(56)에 의해 고정 프레임(2)에 부착될 수 있다.
하부 기울임 부재(51)를 부착하는, 주 부착 부재들(55) 및 부 부착 부재들(56) 각각은, 하부 기울임 부재(51)의 환형 디스크들(54)의 팩을 통한 애퍼쳐들 중 각각의 애퍼쳐의 슬리브 요소(57)의 구멍을 통해 연장되는 나사 볼트를 포함한다.
주 부착 부재들(55)의 나사 볼트들은 도 12에서 볼 수 있는 바와 같이 제1 축 방향으로 상향으로 환형 디스크들(55)의 팩을 통해 연장될 수 있다. 부 부착 부재들(56)의 나사 볼트들은 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이 반대의 제2 축 방향으로 하향으로 환형 디스크들(54)의 팩을 통해 연장될 수 있다.
하부 베어링 하우징(30)은, 도 2 및 12를 참고하면, 고정 프레임(2) 상에 제공된 오목한 구형 표면(29)에 의해 지지되고 그에 대해 놓일 수 있는 하부 볼록 구형 표면(39)을 포함할 수 있다. 구형 표면들(29, 39)은 스핀들(3)에 대한 하부 지지부를 제공할 수 있고, 스핀들(3)이 그 주위에 기울어질 수 있는 기울임 지점을 제공할 수 있다.
도 15-20은, 상부 베어링 하우징(20)의 부착에 대해서만, 특히, 탄성 부재(40) 및 기울임 부재(41)의 서로에 대한 배치를 통해 제1 실시예와 상이한 제2 실시예를 도시한다. 제2 실시예에서, 탄성 부재(40)는 기울임 부재(41)의 방사상 내부에 위치된다. 제2 실시예에서, 하부 베어링 하우징(30)의 구성 및 배열은 제1 실시예에서와 동일하다.
또한 제2 실시예에서, 탄성 부재(40)는, 도 17 및 19에서 볼 수 있는 바와 같이, 환형 탄성 요소(42) 및 링 요소(43)를 포함하지만, 탄성 요소(42)는 링 요소(43)의 방사상 내부에 위치된다. 탄성 요소(42)는 상부 베어링 하우징(20)에 부착되고, 링 요소(43)는 기울임 부재(41)에 부착된다.
제2 실시예에서, 상부 기울임 부재(41)의 환형 디스크들(44)의 팩은, 도 18-20을 참고하면, 환형 디스크들(44) 주위에 서로로부터 등거리로 분리된 4개의 주 부착 부재들(45)에 의해 고정 프레임(2)에 부착된다. 특히, 상부 기울임 부재(41)는, 도 19 및 20을 참고하면, 고정 프레임(2)의 4개의 방사상으로 연장되는 돌출부들(2')에 부착될 수 있다.
게다가, 상부 기울임 부재(41)의 환형 디스크들(44)의 팩은, 도 15-17을 참고하면, 인접한 주 부착 부재들(45)의 각각의 쌍 사이에 각각 위치된 4개의 부 부착 부재들(46)에 의해 탄성 부재(40)의 링 요소(43)에 부착될 수 있다. 특히, 상부 기울임 부재(41)는, 도 16 및 17을 참고하면, 링 요소(43)의 4개의 방사상으로 연장되는 돌출부들(43')에 부착될 수 있다.
도 21 및 22는 본 발명에 따른 베어링 부재에서 사용될 수 있는 기울임 부재(41)를 더 도시한다. 본원에서 논의되는 기울임 부재(41)는 원심 분리기의 베어링 하우징을 지지하는 데 유용할 뿐만 아니라 다른 장치들에도 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 도 21 및 22는 환형 디스크들(44)의 팩의 형태의 기울임 부재(41)를 도시한다. 기울임 부재(41)는 베어링 하우징(20)을 고정 기계 요소(71)에 부착하기 위해 배열된다. 이에 의해, 베어링 하우징(20)이 그 중심 축(X), 즉, 베어링 하우징 내에 배열된 실제 베어링의 회전 축에 대해 기울어지는 것을 허용한다. 기울임 부재(41)는 관통 구멍(62)을 형성하는 환형 디스크들(44)의 팩을 포함한다. 따라서, 이 관통 구멍(62)은 베어링 하우징(20) 또는 베어링 하우징(20)의 부분을 수용하기 위한 것이다.
도 22는 환형 디스크들(44)의 팩 및 기울임 부재(41)의 부분의 확대도를 도시한다. 환형 디스크(44a)는 폐쇄 다각형을 형성하도록 코너들(60)에 의해 연결되는 복수의 직선 부분들(61)을 포함한다. 도 21 및 22에 도시된 실시예에서, 환형 디스크들(44)의 팩은 팔각형을 형성한다. 게다가, 환형 디스크들(44) 각각은 디스크들(44a) 각각을 통해 연장되는 복수의 애퍼쳐들을 포함한다. 애퍼쳐들은 환형 디스크들(44)의 코너들(60)에 위치될 수 있다. 기울임 요소(41)는 환형 디스크들(44)을 스택으로서 함께 유지하기 위해 애퍼쳐들 각각에 제공된 슬리브 요소들(47)을 더 포함한다. 또한, 슬리브 요소들(47)은 체결 수단(64), 예컨대, 나사 부재를 수용하기 위한 관통 개구부(47a)를 갖는다. 체결 수단(64)은 기울임 부재(41)를 베어링 하우징(20) 또는 고정 기계 요소(71)에 부착하는 데 사용된다. 슬리브 요소들 중 일부가 기울임 부재를 베어링 하우징(20)에 부착하는 데 사용될 수 있는 반면에, 슬리브 요소들 중 다른 것은 기울임 부재를 고정 기계 요소(71)에 부착하는 데 사용될 수 있다. 슬리브 요소들(47)은 환형 디스크들(44)의 팩의 상부 표면 상에서 외부로 연장되는 플랜지 및 환형 디스크들(47)의 팩의 대향 측 상의 와셔(63)를 가질 수 있다.
예로서, 직선 부분들은 환형 디스크들에 의해 형성된 관통 구멍(62)보다 작은 폭을 가질 수 있다. 예로서, 관통 구멍(62)의 직경은 디스크들(44)의 직선 부분(61)의 폭보다 적어도 5배, 예컨대, 적어도 10배 더 클 수 있다.
이 실시예에서, 환형 디스크들(44)의 팩은 8개 초과의 환형 디스크들을 포함한다. 환형 디스크들은 약 0.5 mm의 두께를 갖는 강철 층판의 형태이다.
도 23은 베어링 하우징(20)을 포함하는 베어링 부재(65)를 개략적으로 예시한다. 따라서, 베어링 하우징(20)은 베어링(32)을 위한 리테이너이다. 이 실시예에서, 베어링 하우징은 단일 베어링(32)을 포함하지만, 베어링 하우징은 또한, 하나 초과의 베어링(32), 예컨대, 적어도 2개의 베어링(32)을 보유할 수 있다. 따라서, 베어링(32)은 베어링 하우징(20) 내로 삽입되고, 베어링(32)을 통해 연장되는 회전가능한 샤프트를 수용하고 지지할 수 있도록 그 중심 관통 구멍을 가질 수 있다. 위에서 도 21 및 22에 대해 논의된 기울임 부재와 같은 기울임 부재(41)는 베어링 하우징(20)의 상부 부분 주위에 배열된다. 또한, 슬리브 요소들(47)의 전부가 아닌 일부를 통해 연장되는 체결 요소들(64), 예컨대, 나사들이 존재한다. 이러한 체결 요소들(64)은 기울임 부재(41)를 베어링 하우징(20)에 부착하는 데 사용된다. 기울임 부재를 베어링 하우징(20)에 부착하는 체결 요소(64)가 존재하지 않는 슬리브 요소들(47)은 전체 베어링 부재(65)를 고정 기계 요소(71)에 부착하기 위해 사용될 수 있다. 본원에서 위에서 논의된 바와 같이, 기울임 부재(41)의 설계는 회전가능한 샤프트(72)를 지지하기 위해 구형 롤러 베어링 이외의 다른 베어링들을 사용하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 본 개시내용의 기울임 부재(41)는 사용 동안, 예를 들어, 회전가능한 샤프트의 회전 운동 동안 회전 축의 정렬의 약간의 변화를 여전히 허용한다. 이는, 구형 베어링 대신에 평활 롤러 베어링들, 예컨대, 원통형 롤러 베어링 또는 평활 롤러 베어링이 사용될 수 있기 때문에 유리하다.
도 24는 베어링 부재(65) 및 기울임 부재(41)를 포함하는 본 발명의 장치(70)를 개략적으로 개시한다. 장치(70)는 고정 기계 요소(71) 및 회전 축(X)을 중심으로 회전가능한 회전가능한 샤프트(72)를 포함한다. 회전가능한 샤프트(72)는 적어도 하나의 베어링 부재(65)에 의해 고정 기계 요소(71)에 의해 지지된다. 도 24에서, 회전가능한 샤프트(72)는 도 23에 대해 위에서 논의된 바와 같이 2개의 베어링 부재들(65), 예컨대, 2개의 베어링 부재들(65)에 의해 지지된다. 베어링 부재들(65)은 또한, 베어링 하우징들(20) 중 하나 또는 양쪽 모두 아래에 스프링 요소(도시되지 않음)가 장착될 수 있다. 이러한 방식으로, 장치의 베어링 부재들(20)은 임의의 축방향 힘들을 더 잘 견딜 수 있다. 베어링 부재(47)의 기울임 부재(41)는 베어링 하우징(20) 및 고정 기계 요소(71) 양쪽 모두에 부착된다. 예로서, 기울임 부재(41)는 모든 제2 슬리브 요소에 배열되는 체결 부재들(64)을 통해 베어링 하우징(20)에 그리고 나머지 슬리브 요소들(47)에 배열되는 체결 부재들(64)을 통해 고정 기계 요소(71)에 부착될 수 있다. 도 22에서, 회전 축은 수직이다. 그러나, 회전 축은 또한 수평 축일 수 있다. 장치(70)는 회전가능한 샤프트를 갖는 임의의 종류의 장치일 수 있다. 예로서, 장치(70)는 회전가능한 샤프트의 회전 축의 정렬을 변경하기 위해 회전 운동이 허용되어야 하는 임의의 종류의 장치일 수 있다.
본 발명은 개시된 실시예들로 제한되지 않고, 이하의 청구항들의 범위 내에서 변경 및 수정될 수 있다.

Claims (13)

  1. 회전가능한 차축을 지지하기 위한 베어링 부재(65)로서,
    - 베어링 하우징(20);
    - 베어링 하우징(20) 내에 삽입되는 적어도 하나의 베어링(32); 베어링(32)은 베어링을 통해 연장되는 회전가능한 샤프트(72)를 수용하도록 구성됨; 및
    - 베어링 하우징(20) 주위에 배열된 기울임 부재(41); 기울임 부재(41)는 상기 베어링 하우징(20)을 수용하기 위해 관통 구멍(62)을 형성하는 환형 디스크들(44)의 팩을 포함하고; 환형 디스크들(44) 각각은 디스크들 각각을 통해 연장되는 복수의 애퍼쳐들을 포함하고, 기울임 부재(41)는 스택으로서 환형 디스크들(44)을 함께 유지하기 위해 애퍼쳐들 각각에 제공되고 상기 베어링 하우징(20) 또는 고정 기계 요소(71)에 기울임 부재(41)를 부착하기 위한 체결 수단을 수용하기 위해 배열되는 슬리브 요소(47)를 더 포함함;
    를 포함하고,
    베어링 부재(65)는,
    - 기울임 부재(41)의 슬리브(47)를 통해 연장되고 기울임 부재(41)를 베어링 하우징(20)에 부착하는 적어도 하나의 체결 요소(64)를 더 포함하는, 베어링 부재(65).
  2. 제1항에 있어서,
    환형 디스크들(44)의 팩은 적어도 4개의 환형 디스크들, 예컨대, 적어도 8개의 환형 디스크들을 포함하는, 베어링 부재(65).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    환형 디스크들(44)은 금속 층판들, 예컨대, 강 층판들인, 베어링 부재(65).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    팩의 환형 디스크들(44)은 복수의 코너들(60)을 갖는 폐쇄형 다각형의 형태를 갖고, 상기 애퍼쳐들은 상기 코너들(60)에 배열되는, 베어링 부재(65).
  5. 제4항에 있어서,
    환형 디스크들(44)은 팔각형의 형태를 갖는, 베어링 부재(65).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    환형 디스크들(44)은 냉간 압연된 시트 금속, 예컨대, 냉간 압연된 강으로 만들어지는, 베어링 부재(65)
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    환형 디스크들의 팩의 개별 환형 디스크들의 두께는 1 mm 미만인, 베어링 부재(65).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 체결 요소(64)는 기울임 부재(41)의 모든 제2 애퍼쳐에서 기울임 부재(41)를 베어링 하우징(20)에 부착하는, 베어링 부재(65).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    베어링(32)은 구형 롤러 베어링 이외의 롤러 베어링인, 베어링 부재(65).
  10. 장치(70)로서,
    - 고정 기계 요소(71);
    - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 베어링 부재(65)에 의해 지지되는 회전가능한 샤프트(72)
    를 포함하고,
    베어링 부재(65)의 베어링 하우징(20)은 상기 기울임 부재(41)를 통해 고정 기계 요소(71)에 부착되는, 장치(70).
  11. 제10항에 있어서,
    기울임 부재(41)의 모든 제2 애퍼쳐에서 기울임 부재(41)를 베어링 하우징(20)에 부착하고 기울임 부재(41)의 모든 제2 애퍼쳐에서 기울임 부재(41)를 고정 기계 요소(71)에 부착하는 적어도 하나의 체결 요소(64)를 더 포함하는, 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    회전가능한 샤프트(72)는 수직 샤프트인, 장치(70).
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    회전가능한 샤프트(72)는 수평 샤프트인, 장치(70).
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