KR940000760B1 - 유니버살 조인트 - Google Patents

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서. 로버트 케이. 퀠링
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모간 콘스트럭션 캄파니
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Abstract

내용 없음.

Description

유니버살 조인트
제1도는 본 발명에 의한 고 토오크(Torque)압연기 유니버살 조인트의 일부 절취 측면도.
제2도는 제1도의 유니버살 조인트를 분해한 분해 사시도.
제3도는 제1도 3-3선 단면도.
제4도는 제3도 4-4선 단면도.
제5도는 트러니언과 베어링 조립체를 갖는 베어링 캡의 하나를 보인 부분 확대 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : +자형 본체 11 : 트러니언
12,12' : 요크 12a,12b : 요크 반부분
14 : 연결봉 18 : 단부 플렌지
20 : 회전부재 24 : 폐쇄공
26 : 베어링 조립체 32,34 : 로울러 셋트
36 : 트러스트 왓샤 38 : 대향면
40 : 키홈 42 : 요홈
44 : 제1키 46 : 스페이서 블록
48 : 연결봉 54 : 제2키
본 발면은 압연기와 같은 고 토오크(Torque) 용도에 사용되는 후크 또는 카단형 유니버살 조인트에 관한 것이다.
본 명세서에서 고 토오크(High torque)라 함은 1백만 내지 5백만 푸우트 파운드 또는 그 이상의 토오크를 의미한다.
전술한 형태의 후크 또는 카단형 유니버살 조인트에서는, +자형 본체의 트러니언이 한쌍으로된 요크의 베어링 캡내에 삽설된 베어링에 회전할 수 있게 지지되고, 요크들은 각각 구동 또는 피구동 부재에 회전할 수 있게 결합된다. 일반적으로 수평 압연기에서는 하나의 요크가 스핀들의 단부에 부착되고 다른 요크는 구동 모터의 출력축 또는 작업 로울러에 부착된다.
대부분의 경우 요크들은 하나의 단일체로 주조하고 베어링 캡에는 관퉁되는 구멍 축 관통공을 형성하여 조립시에는 단일체 요크들을 트러니언에 조립하고 관통공속에 베어링을 삽입한 다음 관통공들을 착탈가능한 측면 카바로 폐쇄 하도록 되었다. 그렇지만 전술한 형태의 고 토오크 용도에서는 베어링 캡의 강도가 전술한 관통공들에 의하여 약화되는 문제점이 있다.
전술한 결점을 해결하기 위하여 베어링 캡에 있는 관통공을 폐쇄공으로 대치하기 위한 연구가 진행 되었다. 폐쇄공을 사용하면 관통공을 형성하는 경우보다 베어링 캡의 강도가 현저하게 향상 되지만 +자형 본체의 트러니언에 조립되는 요크에 폐쇄공을 형성하기 위하여는 요크들을 분리된 합체반부분으로 분할하여 각 반부분의 하나의 베어링 캡을 포함 하도록 하여야 한다. 그런데 요크들을 반부분으로 분할하는 것은 유니버살 조인트가 사용될 때 각 반부분들이 서로 틀어지는 경향이 나타난다는 문제점이 있다. 이와같은 요크 반부분들이 서로 흩어지는 운동은 베어링 조립체가 하중을 균일하게 받지 못하도록 하는 결과를 가져 오게되어 베어링의 마모를 촉진하게 된다. 더구나 요크 반부분간의 상대적인 운동은 요크들을 구동 또는 피구동 부재의 단부 플렌징 연결하는 볼트나 연결봉을 느슨하게 하여 조인트의 결합을 이완시키는 문제점을 가져온다.
본 발명의 목적은 유니버살 조인트를 사용하는 동안에 베어링이 요크 반 부분사이에 정확하게 유지되도록하는 개량된 수단을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 요크를 구동 또는 피구동 부재의 단부 플렌지에 연결하는 보울트 또는 연결봉들이 느슨하게 풀어지는 것을 방지하는 것이다.
본 발명에 의하면 각 요크의 반 부분들은 분리할 수 있도록 상호 결합되며 조인트의 중앙을 지나는 제1요크 기준평면의 양측에 놓이는 대향면을 갖는다. 각 요크의 합체되는 반 부분들은 제2요크 기준 평면에서 구동 또는 피구동 부재의 단부 플렌지에 밀접 되는바, 전기한 제2요크 기준평면은 제1요크 기준 평면에 수직으로 되어있다. 제1 및 제2키 부재들은 각각 제1 및 제2요크 기준 평면상에 위치하게 된다.
다음에 설명하는 구체적인 예에서는 제1요크 기준 평면에 있는 대향 표면들이 실제적으로 평평하고 서로 평행하며 중앙에 위치하는 대향되는 키홈을 갖고 있다. 제1키 부재는 대향 키홈에 삽입되는바, 이 키 부재는 키홈의 양 측면사이에 견고하게 밀착되어 상호 협동하는 부하 측면(load carrying side surface)들을 갖고 있다. 제2요크 기준 평면에 있는 제2키 부재는 합체되는 요크 반 부분들의 뒤쪽으로 돌출 형성되어 결합되는 구동 또는 피구동 부재의 단부 플렌지에 형성된 요홈속으로 삽입 되도록 되었는바, 이제2키 부재는 꼭 일체로 형성할 필요는 없다. 제1 및 제2요크 기준 평면에 작용하는 지지력은 조인트를 사용할때 합체되는 요크반 부분 간의 상대적인 운동을 방지하는 역할을하여 베어링의 배열을 가장 좋게 유지함과 동시에 요크들을 구동 또는 피구동 부재에 착탈 가능하게 연결하는데 사용된 볼트 또는 연결통이 느슨하게 풀어지는 것을 방지하게 된다.
합체되는 요크 반부분들을 분리할 수 있도록 결합 시키는 장치들은 제1요크 기주 평면에 대하여 수직 방향으로 요크 반부분들을 관통하여 연장되는 하나 또는 그 이상의 연결 볼트 또는 그에 유사한 연결 부재를 포함한다.
합체되는 요크 반부분들의 대향 표면에는 중앙에 위치한 키 홈의 양측에 보조 요홈을 형성할 수도 있다. 대향 요홈에는 스페이서가 삽입되는바, 이 스페이서는 요홈의 저면과 협동하여 합체되는 요크반부분을 해당하는 제1요크 기준 평면의 양측에 대칭되게 위치하게 하는 대향표면을 갖고 있다.
본 발명을 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한고 토오크 유니버살 조인트는 한쌍의 요크(12)(12')와 이 요오크(12)(12')내에 장설된 수직교차되는 두쌍의 트러니언(11)으로 형성된 +자형 본체 (10)를 포함한다. 이 요크(12)(12')들은 후방으로 동출된 나사봉(14)을 갖고 있는 바, 이 나사봉에는 회전 부재(20)의 단부 플렌지(18)에 요크(12)(12')를 부착할 때 너트 (16)가 체결된다. 압연기에서는 회전 부재들이 스핀들, 작업로울러, 구동 모우터 출력측 등으로 구성된다. 요크(12)(12')는 각각 합체되는 반 부분 (12a) (12a), (12b)(12b )으로 분할 되었고, 각개 반부분들에는 내측으로 개구된 폐쇄공 (24)를 갖고 있는 전방으로 돌출된 베어링 캡(22)이 형성 되었다. 베어링 조립체 (26)는 폐쇄공(24)내에 삽입된다. 합체되는 각개 요크(12)(12')의 반 부분들은 베어링 조립체(26)에 회전할 수 있게 결합된 트러니언(11)을 받아 들이게 되었다.
제5도에 도시된 바에 의하면, 각개 베어링조립체(26)는 내측 궤도륜(28), 외축궤도륜(30) 및 내외측 궤도륜 사이에 삽설되는 하나 또는 그 이상의 로울러 셋트 (32)(34)를 포함하고 있다. 그리고 트러니언(11)의 단부와 폐쇄공(24)의 저면사이에는 비금속 드러스트 왓샤(36)가 삽설 되었다.
이와같이 조립된 반 부분들(12a)(12a), (12b)(12b)는 대향면(38)을 갖고 있다. 제3도에 의하면 합체되는 반부분(12b)(12b)의 대향면(38)은 제1요크 기준 평면 (pb)의 양측에 놓이고 합체되는 반부분(12a)(12a)의 대향면(38)은 기준평면(pb)에 대하여 수직으로 되는 다른 제1요크 기준평면(pa)의 양측에 놓이게 된다. 전기한 제1요크 기준 평면(pa)(pb)은 전부 유니버살 조인트의 접합 중심(x)를 통과한다.
대향면(38)의 중앙에는 대향되는 키홈(40)을 형성하고 키홈(40)의 양측에는 또다른 대향 요홈(42)을 형성한다. 제1키(44)는 제1기준 평면(pa)(pb)를 가로질러 대향 키홈(40)내에 설치된다. 그리고 스페이서(46)는 기준평면(Pa)(pb)상에 위치하고 대향 요홈(42)속에 설치된다.
제1키(44)는 해당하는 키홈(40)의 인접 측면에 견고하게 밀착되어 합체되는 반부분(12a)(12a), (12b)(12b)이 그들의 해당하는 제1요크 기준평면(pa)(pb)에 평행한 방향으로 상대적인 운동을 하지 못하도록 하는 측면을 갖고 있다.
트러니언(11)에 조립된 요크 반부분(12a)(12a), (12b)(12b)는 제1요크 기준평면(Pa)(pb)에 대한 수직방향으로 전기한 요크 반부분들과 제1키(44)를 관통하는 연결봉(48)에 의하여 분리할 수 있게 결합된다. 환원하면 요크(12)의 합체되는 반부분 (12a)(12a)을 결합시키는 연결봉은 제1요크 기준평면(pa)에 대하여 수직이고 요크 (12')의 반부분(12b)(12b)을 연결하는 연결봉은 기준 평면(pb)에 대하여 수직으로 된다. 요크들을 조립한후 연결봉들의 단부에 너트(50)를 체결하면 조립이 완성된다.
도면에는 각개 반부분을 연결하는데 하나의 연결봉만 사용한 것으로 되었으나 여러개의 연결봉을 사용할 수도 있으며 이러한 연결봉들은 필히 키(44)를 통과하게 할 필요는 없다.
스페이서(46)는 요홈(42)의 저면에 맏물리는 대향면을 갖고 있어서 합체되는 반부분들이 제1요크 기준평면(pa)(pb)의 양측에 대칭되게 놓이도록 한다. 스페이서 (46)는 폐쇄공(24)의 저면이 접합 중심점(x)과 동심원상에 위치하게 한다. 드러스트 왓샤(36)는 +자형 본체의 진동을 완충하는 접촉면을 제공하고 +자형 본체가 접합 중심점(x)과 동심원상에 놓이도록 폐쇄공의 저면과 상호 협동한다.
스페이서(46)는 합체되는 반부분(12a)(12a), (12b)(12b)들이 단일 주물체를 두 부분으로 되게 절단하여 형성한 것인 경우에 특히 유용하다. 그렇지만 반부분들이 별도로 주조된 경우에는 스페이서를 생략할 수도 있다. 또한 키(44)는 꼭 중앙에 위치할 필요가 없으며, 경우에 따라서 반부분들이 별도로 주조된 경우에는 제거 가능한 키(44) 대신에 암놈과 수놈으로 결합 장치를 사용할 수도 있다.
이와같이 조립 결합된 요크 반부분(12a)(12a), (12b)(12b)들은 전술한 연결봉(14)과 너트(16)을 포함하는 결합 장치를 사용하여 회전부재(20)의 단부 플렌지 (18)에 착탈가능하게 착설된다. 이와같이 착설하면 요크 반부분들의 단부면(52)은 제2요크 기준 평면(pc)(pd)에서 회전부재의 플렌지(18)에 밀착되게 된다. 이와같이 완전히 조립된 후에는 요크(12)의 기준 평면(pa)(pc)은 사실상 서로 수직으로 되고 요크(12')의 기준평면(pa), (pd)들도 서로 수직으로 되게 된다.
전술한 본 발명의 예에서는 제2키(54)가 각개 요크 반부분과 일체로 형성 되었다. 제2키(54)는 요크의 단부면(52)로부터 후방으로 돌출되어 단부 플렌지(18)에 형성된 요홈 속으로 삽입되어 있어서 요크(12)(12')와 회전부재(20)가 기계적으로 결합되게 된다.
경우에 따라서는 제2키를 단불 플렌지(18)에 일체로 되게 돌출 형성하고 요크 반부분에 키홈을 형성하여 서로 결합되게 할 수도 있다. 또한 착탈가능한 키들이 제2요크 기준평면(pc)(pc)를 가로 질러서 요크 반부분과 해당하는 단부 플렌지 (18)에 형성된 요홈 속으로 삽입되게 할 수도 있다.
전술한 구성은 유니버살 조인트가 사용될 때 각 요크의 요크 반부분들 사이에서 일어나는 상대적인 운동을 방지하는 독특하고 효과적인 작용을 한다. 즉 이러한 구성에 의하면 트러니언 베어링(26)은 동축상에 일열로 배열된 상태를 유지하게 되어 연결봉 (14)에 체결된 너트(16)가 풀어지지 않게된다. 특히 제1요크 기준 평면(pa)(pb)에 위치하는 제1키(44)와 제2요크 기준 평면(pc)(pd)상에 위치하는 요크 단부면(52)과 플렌지(18)간의 접촉면 사이에서 중요한 상효 협동 작용이 나타난다. 제1키(44)는 제1요크 기준평면(pa)(pb)에 평행한 방향으로 일어나는 요크 반부분들의 상대적인 운동을 방지하는 반면에 단부면(52)과 프러렌지(18)간의 접촉면은 제2요크 기준평면 (pc) (pd)를 가로 지르는 요크 반부분들과 상대적인 비틀림을 방지하게 된다.
종합적인 결과 토오크하에서 장시간동안 작업할 수 있는 콤펙트한 유니버살 조인트를 얻을 수 있게 된다.

Claims (7)

  1. 동축으로된 두쌍의 트러니어(11)을 수직으로 배치되게 형성 하여서된 +자형 본체 ; 별도의 합체되는 반부분(12a)(12b)으로 나누어지고 각개 반부분이 폐쇄공이 형성된 돌출된 베어링 캡을 갖는 동체로 구성된 한 쌍의 요크(12)(12') ; 요크 반부분이 한쌍의 트러니언과 회전할 수 있게 결합되고 각개 요크의 대향면(38)들이 접합 중심점 (x)를 관통하면서 서로 수직으로 되는 제1요크기준평면(pa)(pb)의 양측에 놓이도록 트러니언들을 받아들이는 폐쇄공내에 설치된 베어링(26) ; 플렌지 단부에 접합되는 요크의 접합면이 제1요크 기준평면(pa)(pb)에 수직으로 되는 제2요크 기준평면 (pc) (pd)상에 놓이도록 합체되는 반부분을 회전체단부에 분리할 수 있게 설치 하기 위한 결합장치(14)(16) 및 반부분들을 서로 기계적으로 결합시켜 회전체 단부 플렌지에 설치할 수 있도록 하는 제2요크 기준 평면을 가로 지르는 내부 결합장치(44)를 포함하는 두회전체의 단부 플렌지를 연결하는 고 토오크 유니버살 조인트에 있어서, 폐쇄공이 밑이 막힌 폐쇄공(24)이고 내부 결합장치(44)가 평행한 대향면 사이에 제1요크 기준 평면을 가로지르도록 위치하여 합체된 반부분들이 제2요크 기준평면(pc)(pd)에 평행한 방향으로 위치하는 제1기준 평면(pa)(pb)에서 상대작인 운동이 저지 되도록 되었음을 특징으로 하는 고 토오크 유니버살 조인트.
  2. 청구범위 1항에서, 내부 결합장치(44)가 해당하는 제1요크 기준 평면(pa), (pb)의 교차점을 중심으로 대칭되게 배치 되었음을 특징으로 하는 유니버살 조인트.
  3. 청구범위 1항에서, 전기한 재부 결합장치(44)가 전기한 제1기준 평면 (pa) (pb)의 교차점에 위치함을 특징으로 하는 유니버살 조인트.
  4. 청구범위 1항에서, 전기한 결합장치(14)가 반부분과 단부 플렌지의 전기한 접합 표면들 사이에 놓이는 제2요크 기준평면(pc)(pd)를 가로지르도록 설치되었음을 특징으로 하는 유니버살 조인트.
  5. 청구범위 1항에서, 반부분들의 전기한 대향 표면(38)에 대향 요홈이 형성되고 요홈 내에는 스페이서(46)가 삽설되면 전기한 스페이서는 전기한 요홈의 저면과 협동하여 전기한 반부분들이 서로 대칭되게 위치되게 하는 역할을 하도록 되었음을 특징으로 하는 유니버살 조인트.
  6. 청구범위 1항에서, 요크의 반부들이 결합장치(48, 50)에 의하여 서로 분리할 수 있게 결합되었음을 특징으로 하는 유니버살 조인트.
  7. 청구범위 9항에서, 결합장치(9)가 제1요크 기준평면을 가로지르고 내부결합장치(44)를 관통하고 있음을 특징으로 하는 유니버살 조인트.
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