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KR20140063749A - 윈드 터빈에서 사용되는 롤링 베어링용 스페이서 - Google Patents

윈드 터빈에서 사용되는 롤링 베어링용 스페이서 Download PDF

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KR20140063749A
KR20140063749A KR1020147008235A KR20147008235A KR20140063749A KR 20140063749 A KR20140063749 A KR 20140063749A KR 1020147008235 A KR1020147008235 A KR 1020147008235A KR 20147008235 A KR20147008235 A KR 20147008235A KR 20140063749 A KR20140063749 A KR 20140063749A
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KR
South Korea
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spacer
contact
roller
rollers
recess
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020147008235A
Other languages
English (en)
Inventor
진-밥티스테 마그니
파스칼 오비제
시릴 보론
Original Assignee
아크티에볼라게트 에스케이에프
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아크티에볼라게트 에스케이에프 filed Critical 아크티에볼라게트 에스케이에프
Publication of KR20140063749A publication Critical patent/KR20140063749A/ko
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Abstract

롤링 베어링용 스페이서는 내부 링, 외부 링, 상기 링들 상에 제공된 레이스웨이들 사이에 배열된 하나의 열 이상의 각 접촉 롤러를 포함한다. 스페이서는 롤러와 일치되는 오목한 프로파일을 갖는 2개의 마주보는 면(17, 18)을 포함하고, 각각의 면은 실린더 세그먼트의 형상을 갖는 연계된 롤러를 포함한 접촉 표면(17a, 18a)을 포함한다. 상기 접촉 표면의 실린더 세그먼트의 축은 수렴한다.

Description

윈드 터빈에서 사용되는 롤링 베어링용 스페이서{SPACER FOR ROLLING BEARING, NOTABLY USED IN A WIND TURBINE}
본 발명은 롤링 베어링 분야, 특히 내부 링, 외부 링, 및 이들 사이에 하나 이상 열의 접촉 롤러를 갖는 롤링 베어링에 관한 것이다.
본 발명은 보다 구체적으로는 윈드 터빈에서 사용되도록 구성된 대구경 롤링 베어링의 분야에 관한 것이다.
이러한 응용에서, 롤링 베어링은 일반적으로 이의 종방향 축 주위에서 터빈의 블레이드를 배향시키고 바람의 방향에 따라 터빈의 로터를 각 방향으로 배향하는데 사용된다. 이러한 롤링 베어링은 주로 축방향 및 반경방향으로 둘 모두로, 대개 비교적 강한 하중이 실린다.
윈드 터빈용 롤링 베어링은 2개의 동심 내부 및 외부 링, 상기 링 상에 제공된 가이드 면과 레이스웨이 사이에 배열된 열을 이루는 기울어진 접촉 롤러 및 롤러들 사이에 원주 방향으로 배열된 복수의 스페이서를 포함한다. 각각의 스페이서는 일반적으로 측면 플랜지에 의해 축방향으로 구획되고 롤러에 일치되는 오목한 프로파일을 갖는 2개의 마주보는 캐비티를 포함한다.
윈드 터빈이 작동 중에 롤링 베어링에 가해지는 하중의 작용 하에서, 열을 이루는 롤러는 내부 및 외부 링의 레이스웨이에 대해 다소 기울어지거나 또는 비스듬하게 배열될 수 있다. 따라서 롤러 베어링의 수명이 단축된다.
본 발명의 일 목적은 이 단점을 극복하기 위함이다.
본 발명의 롤러의 스큐잉을 감소시키도록 구성되는 롤링 베어링용 스페이서를 제공하는 데 있다.
일 실시 형태에서, 롤링 베어링용 스페이서는 내부 링, 외부 링, 및 상기 링들 상에 제공된 레이스웨이들 사이에 하나 이상의 열의 각 접촉 롤러를 포함한다. 스페이서는 롤러와 일치되는 오목한 프로파일을 갖는 2개의 마주보는 면을 갖는다. 각각의 면은 실린더 세그먼트의 형상을 갖는 연계된 롤러와의 접촉 표면을 포함하고, 상기 접촉 표면의 실린더 세그먼트의 축은 수렴한다(converge).
스페이서는 마주보는 면을 축방향으로 획정하는 마주보는 측면 플랜지를 포함할 수 있고, 마주보는 면들 사이에서 스페이서의 두께는 측면 플랜지들 중 하나로부터 다른 측면 플랜지로 감소된다.
일 실시 형태에서, 스페이서의 최소 두께(tmin) 및 최대 두께(tmax)는
Figure pct00001
로 정의된다.
최소 두께는 5 mm 이상일 수 있다.
최소 두께(tmin)는 연계된 롤러의 직경의 5% 이상일 수 있다.
일 실시 형태에서, 각각의 면은 롤러를 향하여 외측으로 지향되고 접촉 표면들 사이에서 연장되는 오목한 리세스 및 연계된 롤러와의 2개의 접촉 표면을 포함하고, 각각의 면의 실린더 세그먼트는 동축을 이룬다.
스페이서는 링의 레이스웨이와 접촉을 이루는 마주보는 내부 및 외부 부분을 포함하고, 리세스는 내부 부분과 외부 부분 사이에서 연장된다. 바람직하게는, 리세스는 내부 부분으로부터 외부 부분으로 연장된다.
일 실시 형태에서, 내부 및 외부 부분은 2개의 접촉 표면 및 이들 사이에 배열된 오목한 리세스를 각각 포함한다. 면의 리세스는 내부 부분의 리세스로부터 외부 부분의 리세스까지 연장될 수 있다. 바람직하게는, 내부 및 외부 부분의 리세스는 일 면으로부터 다른 면까지 연장된다.
측면 플랜지는 상기 표면 상에 형성된 요홈의 형태인 리세스 및 하나의 접촉 표면을 각각 포함할 수 있다. 바람직하게는, 측면 플랜지는 접촉 표면의 양 측면 상에 배열된 추가 리세스를 추가로 포함한다.
일 실시 형태에서, 스페이서는 면들을 연통시키는 관통-홀을 추가로 포함한다. 바람직하게는, 관통-홀은 면의 리세스 상으로 개방된다.
일 실시 형태에서, 스페이서는 중합체 재료 또는 금속으로부터 단일 부분으로 형성된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 롤링 베어링은 내부 링, 외부 링, 상기 링들 상에 제공된 레이스웨이들 사이에 배열된 하나 이상의 열의 각 접촉 롤러, 및 롤러들 사이에서 원주 방향으로 배열되고 전술된 바와 같은 복수의 동일한 스페이서를 포함한다.
일 실시 형태에서, 접촉 롤러(ZW)의 개수는
Figure pct00002
로 정의되고 더 작은 정수 값으로 나타내지고,
dm은 베어링 피치 직경에 해당하고,
dw는 롤러의 직경에 해당하고,
tmed는 연계된 롤러의 축을 포함하는 중간-면 내에서 하나의 스페이서의 중간 두께에 해당한다.
다른 실시 형태에서, 접촉 롤러(ZW)의 개수는 더 작은 정수 값으로 나타내지는
Figure pct00003
미만이다.
일 실시 형태에서, 하나의 스페이서와 연계된 2개의 롤러의 축들 사이에 형성된 각도(α)는 α =
Figure pct00004
으로 정의된다.
전술된 바와 같이, 롤링 베어링은 블레이드가 특히 이의 종방향 축 주위에서 각각의 블레이드를 회전/핀칭하고 및/또는 마스트에 대해 나셀(nacelle)을 회전시키기 위하여 장착되는, 나셀을 보유하기 위한 마스트를 포함한 윈드 터빈용 베어링으로서 특히 유용할 수 있다.
본 발명 및 이의 이점은 첨부 도면에 따라 도시되고 비-제한적인 예시로서 제공된 특정 실시 형태의 상세한 설명을 고찰함으로써 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 롤링 베어링의 절반 단면도.
도 2는 또 다른 단면도에 따른 도 1의 롤링 베어링의 절반 단면도.
도 3은 도 2를 확대한 부분 단면도.
도 4는 도 1 및 도 2의 롤링 베어링의 스페이서의 사시도.
도 5는 2개의 연계된 롤러를 갖는 도 4의 스페이서의 사시도.
도 6은 도 5의 측면도.
도 7은 도 6의 VII-VII의 단면도.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 롤링 베어링(rolling bearing)은 내부 링(1)과 외부 링(2) 및 이들 사이에 수용된 2 열의 기울어진 또는 각 접촉 롤러(3a, 3b)를 포함하는 대구경-롤링 베어링이다. 롤링 베어링은 또한 이들 간의 주변 간격을 유지하기 위해 롤러(3a, 3b)들 사이에 원주에 배치된 복수의 스페이서(spacer, 4)를 포함한다.
내부 및 외부 링(1, 2)는 동심을 이루며, 롤링 베어링의 베어링 회전 축(도시되지 않음)을 따라 축 방향으로 연장된다. 링(1, 2)은 중실 유형으로 형성된다. "중실 링"은 금속 튜브 스톡, 바 스톡, 러프 포징(rough forging) 및/또는 롤링된 블랭크(rolled blank)로부터 재료를 제거하는 기계가공에 의해(기계가공, 연삭에 의해) 수득되는 링인 것으로 이해된다.
롤러(3a, 3b)는 서로 동일하고 각각 외부 롤링 표면 및 롤링 표면을 축방향으로 구획하는 마주보는 단부 가로 면을 포함한다. 도시된 실시 형태에서, 롤링 표면은 원통형의 프로파일을 갖는다. 대안으로, 롤링 표면은 구형 프로파일 또는 로그 프로파일(logarithmic profile)을 가질 수 있다. 각각의 열의 경우, 롤러의 회전 축(3'a, 3'b)은 베어링의 종방향 축 상의 단일 지점에서 수렴하고, 베어링 축에 대해 소정이 각도로 배열된다. 도시된 실시 형태에서, 두 열의 롤러의 회전 축(3'a, 3'b)은 서로 90°의 각도로 배열되고 베어링 축에 대해서는 대략 45°이다. 각각의 롤러의 회전 축(3'a, 3'b)과 베어링 축 사이의 각도는 예를 들어, 20° 내지 70°일 수 있다.
내부 링(1)은 새시 또는 기계 구조(도시되지 않음)에 고정되고 마주보는 반경방향 측면 표면(1b, 1c)에 의해 구획되도록 설계된 원통형 보어(1a)를 갖는다. 내부 링(1)은 또한 제1 및 제2 환형 반경방향 레이스웨이(5, 6)가 형성되는 계단식 외부 원통형 표면(1d)을 포함한다. 레이스웨이(5, 6)는 롤링 베어링의 중심을 통과하는 가로방향의 반경방향 평면에 대해 상호 대칭을 이룬다. 각각의 레이스웨이(5, 6)는 원추대 형상을 가지며 외부 원통형 표면(1d)으로부터 내측을 향하여 기울어지게 연장된다. 각각의 레이스웨이(5, 6)는 롤러(3a, 3b)의 롤링 표면과 접촉하는 직선형 내부 프로파일의 단면을 갖는다.
외부 링(2)은 마주보는 반경방향의 측면 표면(2b, 2b)에 의해 구획된 외부 원통형 표면(2a)을 포함한다. 외부 링(2)은 또한 제1 및 제2 레이스웨이(7, 8)가 형성되는 원통형의 계단식 환형의 보어(2d)를 포함한다. 레이스웨이(7, 8)는 롤링 베어링의 중심을 통과하는 반경방향 평면에 대해 상호 대칭을 이룬다. 각각의 레이스웨이(7, 8)는 원추대 형상을 가지며 보어(2d)로부터 외측을 향하여 기울어지게 연장된다. 각각의 레이스웨이(7, 8)는 롤러(3a, 3b)의 롤링 표면과 접촉하는 직선형 내부 프로파일의 단면을 갖는다. 외부 링의 레이스웨이(7, 8) 및 내부 링의 레이스웨이(5, 6)는 서로 상호 대향하는 동시에 롤러(3a, 3b)의 회전 축(3'a, 3'b)에 대해 대칭을 이룬다.
내부 링(1)은 또한 회전 축(3'a, 3'b)에 대해 롤러의 단부 면과 축방향으로 접촉할 수 있고, 외부 표면(1d) 상에 형성된 환형 가이드 면(9, 10)을 포함한다. 가이드 면(9, 10)은 롤링 베어링의 중심을 통과하는 반경방향 평면에 대해 상호 대칭을 이룬다. 각각의 가이드 면(9, 10)은 직선형이고, 환형 오목한 필렛(annular concave fillet)에 의해 상기 레이스웨이의 작은 직경의 에지에 연결되며 해당 레이스웨이(5, 6)에 대해 수직하게 배열된다. 각각의 가이드 면(9, 10)은 내부 링의 외부 표면(1d)에 연결되고 상기 필렛으로부터 외측을 향하여 비스듬히 연장된다. 가이드 면(9, 10)은 롤러의 회전 축(3'a, 3'b)에 대해 반경방향으로 연장된다. 각각의 가이드 면(9, 10) 및 연계된 레이스웨이(5, 6)는 반경방향의 외측을 향하는 V-형 요홈을 구획한다.
외부 링(2)은 또한 회전 축(3'a, 3'b)에 대해 롤러(3a, 3b)의 마주보는 단부 면과 축방향으로 접촉할 수 있고 보어(2d) 내에 형성된 가이드 면(11, 12)을 포함한다. 가이드 면(11, 12)은 롤링 베어링의 중심을 통과하는 반경방향 평면에 대해 상호 대칭을 이룬다. 가이드 면(11, 12)과 가이드 면(9, 10)은 서로 대향하고 각각 평행하다. 각각의 가이드 면(11, 12)은 직선형이고, 환형 오목한 필렛에 의해 상기 레이스웨이의 큰 직경의 에지에 연결되며 해당 레이스웨이(7, 8)에 대해 수직하게 배열된다. 각각의 가이드 면(11, 12)은 내부 링의 외부 표면(2d)에 연결되고 상기 필렛으로부터 내측을 향하여 비스듬히 연장된다. 가이드 면(11, 12)은 롤러의 회전 축(3'a, 3'b)에 대해 반경방향으로 연장된다. 각각의 가이드 면(11, 12) 및 연계된 레이스웨이(7, 8)는 반경방향의 내측을 향하는 V-형 요홈을 구획한다.
내부 링의 레이스웨이(5)와 가이드 면(9) 및 외부 링의 가이드 면(11)과 레이스웨이(7)는 함께 열을 이루는 롤러(3a)가 내부에 배열되는 제1 환형 공간을 형성한다. 레이스웨이(5, 7) 사이에 배열된 각각의 롤러(3a)는 레이스웨이에 대해 상기 롤러의 기울어짐 또는 비뚤어짐을 방지하기 위하여 가이드 면(9, 11)에 의해 제 위치에 횡방향으로 배치된다. 각각의 가이드 면(9, 11)은 내부 및 외부 링(1, 2)과 롤러의 단부 면들 사이에서 다소 상대적 미끄러짐이 수행되도록 롤러(3a)의 연계된 단부 면과의 직접 접촉 표면을 갖는 프랭크를 형성한다.
유사하게, 레이스웨이(6) 및 내부 링의 가이드 면(10)은 외부 링의 가이드 면(12) 및 레이스(8)와 함께 열을 이루는 롤러(3b)가 내부에 배열되는 제2 환형 공간을 형성한다. 가이드 면(10, 12)에 대한 롤러(3b)의 배열은 가이드 면(9, 11) 및 롤러(3a)에 대해 전술된 것과 동일하다.
스페이서(4)는 각각의 열의 2개의 연속적인 롤러(3a, 3b) 사이에 각각 배열되고, 서로 동일하다. 스페이서(4)는 금속으로부터 단일 부분으로 형성될 수 있다. 대안으로, 스페이서(4)는 예를 들어, 몰딩에 의해 폴리아미드와 같은 중합체 재료로부터 제조될 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 스페이서(4)는 내부 및 외부 링(1, 2)의 대향하는 레이스웨이와 접촉하는 2개의 마주보는 내부 및 외부 부분(13, 14) 및 상기 링의 마주보는 가이드 면과 접촉하는 2개의 마주보는 측면 플랜지(15, 16)를 포함한다. 각각의 스페이서(4)는 또한 2개의 연속적인 롤러를 수용하기에 적합한 2개의 마주보는 면(17, 18)을 포함한다. 상기 롤러의 회전 축에 대해, 면(17, 18)은 측면 플랜지(15, 16)에 의해 축방향으로 구획된다. 면(17, 18)은 내부 및 외부 부분(13, 14)에 의해 가로방향으로 구획된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 열을 이루는 롤러(3a)의 경우, 각각의 스페이서의 내부 및 외부 부분(13, 14)은 내부 및 외부 레이스웨이(5, 7)와 접촉을 이루고, 측면 플랜지(15, 16)는 가이드 면(9, 11)과 접촉을 이룬다. 레이스웨이(5, 7)와 가이드 면(9, 11)은 링(1, 2)과 각각의 스페이서(4) 사이에서 다소 상대적 미끄러짐이 수행되도록 플랜지(15, 16) 또는 연계된 부분(13, 14)과의 직접 접촉 표면을 갖는 프랭크를 각각 형성한다. 스페이서(4)의 유도 마찰 토크를 제한하기 위하여, 링의 가이드 면(10, 12)과 레이스웨이(5, 7)와 각각의 스페이서 사이에 작은 간격이 제공된다. 링의 가이드 면(10, 12)과 레이스웨이(6, 8)에 대해 열을 이루는 롤러(3b)에 관한 스페이서(4)의 배열은 열을 이루는 롤러(3a)에 대해 기재된 것과 동일하다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 스페이서의 외부 부분(14)은 외부 링(2)의 연계된 레이스웨이에 대해 지지되는 2개의 동일한 개별 평면형 접촉 표면(14a, 14b) 및 이들 사이에서 연장되는 오목한 리세스(14c)를 포함하고, 상기 오목한 리세스로부터 이격된 상태로 유지되면서 상기 레이스웨이를 대향한다. 도시된 실시 형태에서, 리세스(14c)는 U-형 단면을 갖는다. 리세스(14c)는 접촉 표면(14a)의 종방향 에지로부터 다른 접촉 표면(14b)의 대향하는 종방향 에지까지 가로방향으로 연장되고 면(17)으로부터 다른 면(18)으로 종방향으로 연장된다.
오목한 리세스(14c)에 따라, 각각의 스페이서의 외부 부분(14)과 외부 링(2)의 연계된 레이스웨이 간의 마찰 접촉이 감소된다. 게다가, 리세스(14c)는 바람직하게는 외부 부분의 접촉 표면(14a, 14b), 외부 링(2)의 연계된 레이스웨이, 및 롤러(3a, 3b)의 롤링 표면을 윤활하기 위한 윤활제 리저버로서 기능을 하고, 윤활제는 리세스로부터 직접 상기 접촉 및 롤링 표면 및 상기 레이스웨이 상으로 배출된다. 사용된 윤활제(도시되지 않음)는 예를 들어 그리스 또는 오일이다.
각각의 스페이서의 내부 및 외부 부분(13, 14)은 도시된 실시 형태에서 동일하며, 상기 부분들 중 단지 하나만이 여기에서 기재되고, 외부 부분(14)에 대해 이전에 사용된 도면부호 "a, b, c"는 내부 부분(13)의 동일한 요소에 대해 또한 사용된다. 동일한 요인으로, 측면 플랜지(15, 16)들 중 단지 하나만이 기재되며, 2개의 플랜지의 동일한 요소에 대해 동일한 도면부호 "a, b, c, d"가 사용된다.
측면 플랜지(15)는 내부 링의 연계된 가이드 면에 대해 지지되는 중심 평면형 접촉 표면(15a), 내부 링으로부터 이격된 상태로 유지되며 상기 링을 대향하는 2개의 동일한 오목한 리세스(15b, 15c), 및 접촉 표면(15a) 상에 제공된 요홈(15d)을 포함한다. 2개의 플랜지(15, 16)의 접촉 표면(15a, 16a)을 분리하는 거리는 롤러(3a, 3b)의 길이와 실질적으로 동일하다.
리세스(15b)는 리세스(14c)에 연결된 상기 표면의 종방향 에지에 마주보는 외부 부분(14)의 접촉 표면(14b)의 종방향 에지까지 접촉 표면(15a)의 제1 에지로부터 연장된다. 리세스(15c)는 리세스(13c)에 연결된 상기 표면의 종방향 에지에 마주보는 접촉 표면(13b)의 종방향 에지까지 접촉 표면(15a)의 제2 마주보는 에지로부터 연장된다. 리세스(15b, 15c)는 면(17)으로부터 다른 면(18)까지 종방향으로 연장된다. 접촉 표면(15a)의 두 에지를 분리하는 거리는 내부 링의 연계된 가이드 면의 길이와 실질적으로 동일하다. 요홈(15d)은 가이드 면으로부터 이격된 상태에서 상기 가이드 면을 대향하고 외측을 향한다. 요홈(15d)은 면(17)으로부터 다른 면(18)으로 종방향으로 연장되고, 반-원 형태의 오목한 내부 프로파일 단면을 갖는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 열을 이루는 롤러(3a)의 경우, 측면 플랜지(15)의 접촉 표면(15a)은 내부 링(1)의 가이드 면(9)과 접촉하고, 리세스(15c)는 필렛으로부터 이격된 상태에서 레이스웨이(5)와 상기 가이드 면을 연결하는 오목한 필렛을 대향한다. 리세스(15b)는 내부 링의 외부 표면(1d)을 향하여 배향된다.
오목한 리세스(15c) 및 오목한 요홈(15d)에 따라, 측면 플랜지(15)와 내부 링(1) 사이의 마찰 접촉이 감소된다. 게다가, 리세스(15b, 15c)와 요홈(15d)은 바람직하게는 접촉 표면(15a), 내부 링의 가이드 면(9) 및 롤러의 단부 면을 윤활하기 위한 윤활제 리저버로서 기능을 한다. 윤활제(도시되지 않음)는 리세스(15b, 15c) 및 요홈(15d)로부터 직접 접촉 표면(15a), 가이드 면(9) 및 롤러의 단부 면 상으로 배출된다.
열을 이루는 롤러(3a)의 경우, 측면 플랜지(16)의 접촉 표면(16a)은 외부 링(2)이 가이드 면(11)에 대해 지지되고, 리세스(16b)는 필렛으로부터 이격된 상태에서 상기 가이드 면과 레이스웨이(7)를 연결하는 오목한 필렛을 대향한다. 리세스(16c)는 외부 링의 보어(2d)를 향하여 배향된다. 리세스(16b, 16c)와 요홈(16d)은 또한 윤활제(도시되지 않음)가 충전된 리서버로서 기능을 한다.
각각의 스페이서의 면(17, 18)이 도시된 실시 형태에서 동일하기 때문에, 상기 부분들 중 단지 하나만이 여기에서 기재되고, 두 면들의 동일한 요소에 대해 도면부호 "a, b, c"가 사용된다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 면(17)은 연계된 롤러(3a)의 롤링 표면의 프로파일에 해당하는 프로파일 및 동축 실린더 세그먼트의 형태를 갖는 2개의 동일하고 분리된 오목한 접촉 표면(17a, 17b)을 포함한다. 접촉 표면(17a, 17b)의 실린더 세그먼트의 축은 접촉 세그먼트(18a, 18b)의 실린더 세그먼트의 축에 대해 평행하다. 각각의 오목한 접촉 표면(17a, 17b)의 각각의 원주방향 단부는 연계된 평면형 접촉 표면(13a, 14a, 13b, 14b)의 가로방향 에지에 연결된 평면 표면(도면부호가 제공되지 않음)에 의해 연장된다. 면(17)은 또한 롤링 표면과 이격된 상태에서 롤러(3a)를 대향하고 상기 접촉 표면들 사이에서 연장되는 오목한 리세스(17c)를 포함한다. 도시된 실시 형태에서, 리세스(17c)는 U-형 단면을 갖는다. 리세스(17c)는 접촉 표면(17a)의 종방향 에지로부터 다른 접촉 표면(17b)의 대향하는 종방향 에지까지 가로방향으로 연장된다. 리세스(17c)는 내부 부분(13)의 리세스(13c)로부터 외부 부분(14)의 리세스(14c)까지 연장된다. 리세스(14c) 및 리세스(17c)의 조인트 에지는 면(17)의 접촉 표면(17a, 17b)의 원주방향 단부 및 외부 부분(14)의 접촉 표면(14a, 14b)에 대해 내측을 향하여 오프셋 설정된다. 유사하게, 리세스(13c)와 리세스(17c)의 대향하는 조인트 에지는 면(17)의 접촉 표면(17a, 17b)의 주변방향 단부 및 내부 부분의 접촉 표면(13a, 13b)에 대해 내측을 향하여 오프셋 설정된다.
오목한 리세스(17c)에 따라, 각각의 스페이서의 면(17)과 연계된 롤러 사이의 마찰 접촉이 감소된다. 게다가, 리세스(17c)는 바람직하게는 롤러의 롤링 표면과 면의 오목한 접촉 표면(17a, 17b)을 윤활하기 위한 윤활제 리저버로서 기능을 하고, 윤활제(도시되지 않음)는 리세스(17c)로부터 직접 상기 접촉 및 롤링 표면 상으로 배출된다. 게다가, 리세스(17c)로부터 배출된 윤활제는 원심 효과에 의해 외측을 향하여 이동될 수 있고, 외부 링(2)의 연계된 레이스웨이와 외부 부분(14)의 평면형 접촉 표면(14a, 14b)에 도달된다.
각각의 스페이서(4)는 면(17, 18) 상에서 개방되고 상기 면을 연통시키는 두께 부분 내에 형성된 관통-홀(19)을 추가로 포함한다. 각각의 면 상에서 관통-홀(19)은 리세스(17c, 18c) 상으로 개방되고, 접촉 표면(17a, 17b, 18a, 18b)의 대향하는 종방향 에지 상으로 개방된다. 일부 윤활제(도시되지 않음)는 관통-홀(19) 내측에 배열되고, 상기 홀은 각각의 스페이서와 연계된 2개의 롤러 및 연계된 오목한 접촉 표면의 롤링 표면을 윤활하기 위한 윤활제 리저버로서 기능을 한다. 관통-홀(19)에 따라 수용된 윤활제는 각각의 롤러의 롤링 표면과 오목한 접촉 표면 상으로 직접 배출된다.
게다가, 스페이서의 측면 플랜지(15)의 리세스(15b 내지 15d)는 면의 마주보는 오목한 접촉 표면(17b, 18b) 상으로 개방된다. 유사하게, 측면 플랜지(16)의 리세스(16b 내지 16d)는 상기 면의 마주보는 오목한 접촉 표면(17a, 18a) 상으로 개방된다. 게다가, 전술된 리세스 내에 수용된 윤활제는 또한 연계된 롤러의 롤링 표면 및 단부 면과 면(17, 18)의 오목한 접촉 표면 상으로 직접 배출될 수 있다.
각각의 스페이서(4)의 경우, 측면 플랜지(15, 16) 상에 그리고 내부 및 외부 부분(13, 14) 상에 리세스가 존재함에 따라 링과의 마찰 접촉이 감소될 수 있고, 링의 가이드 면과 레이스웨이 그리고 롤러(3a, 3b)에 대해 밀폐된 윤활제의 상당한 보관이 가능하다. 내부 및 외부 링에 대한 각각의 스페이서(4)의 마찰 분배가 이에 따라 감소된다. 대안으로 그러나, 각각의 스페이서에 대한 측면 플랜지 및 내부 및 외부 부분(13, 14) 상에서 리세스가 보이지 않을 수 있고, 상기 부분과 플랜지 각각에 대해 하나의 평면형 표면을 가질 수 있다.
게다가, 각각의 스페이서 상에 리세스(17c, 18c)가 존재함에 따라 롤러와의 마찰 접촉이 감소될 수 있고, 상기 롤러의 롤링 표면과 오목한 접촉 표면(17a, 17b, 18a, 18b)에 대해 밀폐된 윤활제의 상당한 보관이 가능하다. 따라서, 롤러에 대한 각각의 스페이서(4)의 마찰 분배가 감소된다. 대안으로 그러나 관통-홀(19)과 리세스(17c, 18c)가 보이지 않을 수 있다.
각각의 스페이서(4)의 일반적인 구조는 리세스에 의해 경량화된다. 각각의 스페이서에 대한 중량 감소가 구현된다. 도시된 실시 형태에서, 각각의 스페이서(4)는 내부 및 외부 부분(13, 14)의 평면형 접촉 표면에 평행하고 측면 플랜지지의 요홈(15d, 16d)를 통과하는 제1 대칭 평면, 제1 평면에 대해 수직하고 리세스(13c, 14c)를 통과하는 제2 대칭 평면, 및 측면 플랜지(15, 16)의 평면형 접촉 표면에 대해 평행하고 리세스(17c, 18c)를 통과하는 제3 대칭 평면을 갖는다.
전술된 바와 같이, 접촉 표면(18a, 18b)의 실린더 세그먼트의 축과 접촉 표면(17a, 17b)의 실린더 세그먼트의 축은 수렴한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전술된 축과 동축을 이루는 롤러의 회전 축(3'a)이 수렴한다. 롤러의 회전 축(3'a)읜 롤링 베어링의 내측을 향하여 수렴한다. 마주보는 면(17, 18)들 사이의 스페이서(4)의 두께는 다른 측면 플랜지(16)로 측면 플랜지(15)로부터 점차적으로 감소한다. 바람직하게는 스페이서의 최소 두께(tmin)는 연계된 롤러의 직경의 5% 이상이다. 스페이서의 최소 두께(tmin)는 5 mm 이상일 수 있다. 스페이서의 최소 두께(tmin) 및 스페이서의 최대 두께(tmax)는
Figure pct00005
로 정의된다.
중간 두께(tmed)는
Figure pct00006
로 정의 된다.
롤링 베어링의 각각의 열을 이루는 접촉 롤러(3a, 3b)의 경우, 접촉 롤러(ZW)의 개수는
Figure pct00007
로 정의되고, 더 작은 정수 값으로 나타내지며, dm은 베어링 피치 직경에 해당하고, 즉 롤링 베어링이 회전하는 동안 롤러의 중심 점이 따르는 원의 직경에 해당하고,
dw는 롤러의 직경에 해당하고,
tmed는 연계된 축을 포함하는 중간-면 내에서 하나의 스페이서의 중간 두께에 해당한다.
하나의 스페이서(4)와 연계된 2개의 롤러의 축(3'a 또는 3'b) 사이에 형성된 각도(α)는 α =
Figure pct00008
이다. 연계된 스페이서(4)와 접촉하는 롤러의 2개의 축들 사이의 각도에 따라, 상기 롤러의 스큐잉(skewing)은 롤링 베어링이 사용 중에 노출되는 하중의 작용 하에서 방지된다.
내부 링(1)과 외부 링(2) 사이에 형성된 제1 및 제2 환형 공간 내로 연계된 스페이서(4) 및 롤러(3a, 3b)의 유입을 위하여, 상기 외부 링은 가이드 면과 레이스웨이에 의해 형성된 환형 공간들 중 하나 내로 개방되고 외부 원통형 표면(2a)으로부터 반경방향으로 각각 연장되는 2개의 충전 오리피스(도시되지 않음)를 포함한다. 외부 링은 또한 외부 링의 가이드 면과 레이스웨이를 각각 교체하는 2개의 평면형 표면을 각각 포함하고, 충전 오리피스를 밀폐하는 2개의 플러그를 포함한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 내부 및 외부 링(1, 2)은 롤링 베어링에 의해 서로에 대해 회전할 수 있는 장치의 두 부분에 2개의 링을 고정하기 위한 축방향 홀(20, 21)을 추가로 각각 포함한다.
롤링 베어링은 내부 링(1)과 외부 링(2) 사이에 반경방향으로 배열된 2개의 환형 밀봉부(22, 23)를 추가로 포함한다. 밀봉부(22)는 외부 링(2)의 반경방향 표면(2b)과 롤러(3a) 사이에 축방향으로 장착된다. 밀봉부(23)는 내부 링(1)의 반경방향 표면(1c)과 롤러(3b) 사이에 축방향으로 위치된다. 밀봉부(23)는 밀봉부(22)와 동일하고, 롤링 베어링의 중심을 통과하는 반경방향 평면에 대해 대칭을 이루어 배열된다. 밀폐된 공간은 링(1, 2)과 밀봉부(22, 23) 사이에 형성되며, 이 내에서 롤러(3a, 3b)가 수용되어 오염 요소에 대해 보호된다. 개시된 실시 형태에서, 밀봉부(22, 23)는 H-형태의 단면을 갖는다.
본 발명이 2 열의 기울어진 접촉 롤러를 갖는 롤링 베어링을 기초로 도시될지라도, 본 발명은 적어도 3 열의 롤러 또는 단순한 열의 롤러를 갖는 베어링에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 게다가, 도시된 실시 형태에서, 롤링 베어링은 O-형 베어링이다. 대안으로, 또한 X-형 롤링 베어링도 제공될 수 있다.
게다가, 내부 링 및/또는 외부 링은 예를 들어, 모터의 출력 샤프트에 연결되는 구동 기어에 연결되도록 이의 외부 주연부 상에 기어링 톱니(gearing teeth)를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 내부 링 및/또는 외부 링은 잭, 예를 들어, 유압 또는 공압 잭에 연결될 수 있다.

Claims (15)

  1. 내부 링(1), 외부 링(2), 및 상기 링들 상에 제공된 레이스웨이(5, 6, 7, 8)들 사이에 하나 이상의 열의 각 접촉 롤러(3a, 3b)를 포함하는 롤링 베어링용 스페이서로서,
    롤러와 일치되는 오목한 프로파일을 갖는 2개의 마주보는 면(17, 18)을 포함하고, 각각의 면은 실린더 세그먼트의 형상을 갖는 연계된 롤러와의 접촉 표면(17a, 18a)을 포함하고, 상기 접촉 표면의 실린더 세그먼트의 축은 수렴하는 스페이서.
  2. 제1항에 있어서, 마주보는 면(17, 18)을 획정하는 마주보는 측면 플랜지(15, 16)를 포함하고, 마주보는 면들 사이에서 스페이서의 두께는 측면 플랜지로부터 다른 측면 플랜지로 감소되는 스페이서.
  3. 제2항에 있어서, 스페이서의 최소 두께(tmin) 및 최대 두께(tmax)는
    Figure pct00009
    로 정의되는 스페이서.
  4. 제3항에 있어서, 최소 두께(tmin)는 롤러의 직경의 5% 이상인 스페이서.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 면(17, 18)은 롤러를 향하여 외측으로 지향되고 접촉 표면들 사이에서 연장되는 오목한 리세스(17c) 및 연계된 롤러와의 2개의 접촉 표면(17a, 17b)을 포함하고, 각각의 면의 실린더 세그먼트는 동축을 이루는 스페이서.
  6. 제5항에 있어서, 링의 레이스웨이와 접촉을 이루는 마주보는 내부 및 외부 부분(13, 14)을 포함하고, 리세스(17c)는 내부 부분과 외부 부분 사이에서 연장되는 스페이서.
  7. 제6항에 있어서, 리세스(17c)는 내부 부분(13)으로부터 외부 부분(14)으로 연장되는 스페이서.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 내부 및 외부 부분(13, 14)은 2개의 접촉 표면(13a, 13b, 14a, 14b) 및 이들 사이에 배열된 오목한 리세스(13c, 14c)를 각각 포함하는 스페이서.
  9. 제8항에 있어서, 면의 리세스(17c)는 내부 부분의 리세스(13c)로부터 외부 부분의 리세스(14c)까지 연장되는 스페이서.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 면(17, 18)들을 연통시키는 관통-홀(19)을 추가로 포함하는 스페이서.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 재료 또는 금속으로부터 단일 부분으로 형성되는 스페이서.
  12. 내부 링(1), 외부 링(2), 상기 링들 상에 제공된 레이스웨이(5, 7)들 사이에 배열된 하나 이상의 열의 각 접촉 롤러(3a), 및 롤러들 사이에서 원주 방향으로 배열되고 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따르는 복수의 동일한 스페이서(4)를 포함하는 롤링 베어링.
  13. 제12항에 있어서, 접촉 롤러(ZW)의 개수는
    Figure pct00010
    로 정의되고 더 작은 정수 값으로 나타내지는 Zw 이하이고,
    dm은 베어링 피치 직경에 해당하고,
    dw는 접촉 롤러의 직경에 해당하고,
    tmed는 연계된 롤러의 축을 포함하는 중간-면 내에서 하나의 스페이서의 중간 두께에 해당하는 롤링 베어링.
  14. 제13항에 있어서, 하나의 스페이서와 연계된 2개의 롤러의 축(3'a)들 사이에 형성된 각도(α)는 α =
    Figure pct00011
    으로 정의되는 롤링 베어링.
  15. 블레이드가 특히 이의 종방향 축 주위에서 각각의 블레이드를 회전/핀칭하고 및/또는 마스트에 대해 나셀(nacelle)을 회전시키기 위하여 장착되는, 나셀을 보유하기 위한 마스트를 포함한 윈드 터빈 내에서 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 롤링 베어링의 사용.
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