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1. (WO2019066137) BEARING ASSEMBLY DEVICE
Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

6  

과제 해결 수단

7   8   9   10   11   12   13  

발명의 효과

14   15   16  

도면의 간단한 설명

17  

발명의 실시를 위한 형태

18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7  

도면

1   2  

명세서

발명의 명칭 : 베어링 조립 장치

기술분야

[1]
본 발명은 베어링 조립 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베어링을 견고하게 고정한 상태에서 베어링을 가열함과 동시에 베어링이 회전이 가능하도록 함으로써 주축에 대한 베어링의 결합을 용이하게 할 수 있는 베어링 조립 장치에 관한 것이다.

배경기술

[2]
일반적으로, 발전소, 조선 해양 플랜트, 화학 및 정유 공장 등의 산업 현장에서 회전 기기는 설치 및 주기적인 정기점검을 실시하는데, 회전 기기를 조립 시 베어링을 회전 기기 회전부의 샤프트에 조립하고, 회전 기기 점검 시, 회전 기기를 완전히 분해하여 베어링과 같은 소모품에 대해 체크를 하고 교체하는 등의 예방 정비를 수행한다.
[3]
베어링을 조립하거나, 분해하기 위한 장치들이 공지되어 있으나, 종래 기술은 단순히 베어링을 지지한 상태에서 결합하므로, 베어링을 팽창시키기 위해 토치, 산업용 오븐 및 베어링 가열기 등을 사용하여 베어링을 가열하여 열팽창을 시킨 후, 조립 장치에 이동시키거나 인력으로 운반하는 등의 방법을 사용하였으나, 베어링 가열 시 고르게 가열이 안되거나 베어링을 이동시키다 추락하여 베어링이 손상되거나 발 또는 손 등이 상해되는 안전 사고, 또한 과도한 가열 시간에 의한 공수 소모 등의 문제점이 있다.
[4]
특히, 베어링 해체 시에는 산업용 오븐 및 베어링 가열기 등을 사용할 수 없고 토치에 의존하기 때문에 사고 및 공수 소모가 더 심한 문제점이 있다.
[5]
따라서, 베어링 운반뿐만 아니라, 자체적으로 가열이 가능함과 동시에 정밀한 작동이 가능한 베어링 조립 분해 장치에 관한 연구가 요구된다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[6]
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 베어링 히터를 구비함과 동시에 길이가 가변되는 구동 암을 이용함으로써 조립 장치 상에서 베어링이 가열됨과 동시에 베어링의 위치 제어를 기계적으로 구동할 수 있는 베어링 조립 장치를 제공하는 것이다.

과제 해결 수단

[7]
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 복수의 바퀴를 구비하는 대차, 상기 대차에 형성되는 회전축을 중심으로 회전하되, 외팔보 형상으로 길이가 가변되는 구동 암, 상기 구동 암의 상단에 설치되는 히팅 부재 및 상기 구동 암의 회전 반경 외측 단부에 형성되어 베어링이 안착되는 지지 부재를 포함하고, 상기 지지 부재는 상기 구동 암의 단부에서 회전 가능하도록 결합되는 베어링 조립 장치 를 제공한다.
[8]
일 실시예에 있어서, 상기 구동 암은, 내측에 공간을 갖는 외측 암 및 상기 외측 암의 내측 벽면을 따라 슬라이딩됨으로써 길이가 가변되는 내측 암을 포함할 수 있다.
[9]
일 실시예에 있어서, 상기 지지 부재는, 상기 내측 암에 길이 방향을 따른 단부에 설치되어 회전하되, 상기 지지 부재의 두께를 관통하는 지지축이 상기 내측 암을 관통하여 결합되어 회전될 수 있다.
[10]
일 실시예에 있어서, 상기 지지축의 일단에 형성되고, 상기 지지 부재의 높이를 조절하는 조절 핸들이 형성될 수 있다.
[11]
일 실시예에 있어서, 상기 히팅 부재는 상기 베어링의 내륜과 상호 전기적으로 연결되는 전선을 통하여 접촉되는 히터 프로브로 가열시킬 수 있다.
[12]
일 실시예에 있어서, 상기 내측 암은 사각 형상의 횡단면 형상을 갖고, 각각의 4개의 면이 상기 외측 암의 내측 벽면에 접촉하도록 결합될 수 있다.
[13]
일 실시예에 있어서, 상기 지지 부재의 외측 면에 한 쌍으로 돌출 형성되고, 사용자가 손으로 파지하여 구동시킬 수 있는 파지 부재를 포함할 수 있다.

발명의 효과

[14]
본 발명의 일 측면에 따르면, 베어링의 결합 위치를 획일화시킴으로써 정밀한 제작이 가능할 뿐만 아니라, 공정 시간을 단축시킬 수 있으므로 작업 효율이 증대될 수 있다.
[15]
또한, 작업자의 베어링 조립을 위한 운반 및 베어링 배치 등의 수작업이 일부 생략될 수 있으므로 안전 사고 발생을 방지할 수 있다.
[16]
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도면의 간단한 설명

[17]
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 조립 장치의 사시도이다.

발명의 실시를 위한 형태

[18]
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[19]
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
[20]
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
[21]
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 조립 장치의 사시도이다.
[22]
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 조립 장치는 대차(100), 구동 암(200), 히팅 부재(300) 및 지지 부재(210)를 포함할 수 있다.
[23]
대차(100)는 복수의 바퀴(101)를 구비함으로써 지면을 따라 이동 가능하도록 마련될 수 있다.
[24]
복수의 바퀴(101)에는 각각 브레이크와 같은 제동 장치가 구비됨으로써 베어링 조립 작업 중 베어링 조립 장치가 조립 과정 중에 이동되지 않도록 고정될 수 있다.
[25]
대차(100)의 상면에는 회전 가능한 회전축(110)이 형성될 수 있다.
[26]
회전축(110)은 구동 암(200)의 일단이 회전 지지되도록 하며, 구동 암(200)은 외팔보 형상으로 길이가 가변되도록 형성될 수 있다.
[27]
구동 암(200)은 내측 암(202) 및 외측 암(201)을 포함할 수 있다.
[28]
내측 암(202)은 중공의 사각형의 횡단면 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 내측 암(202)의 표면이 외측 암(201)의 내측 벽에 밀착되도록 형성됨으로써 내측 암(202)이 외측 암(201)의 내측 벽면을 따라 슬라이딩되도록 한다.
[29]
다시 말해, 내측 암(202)이 외측 암(201)의 내측 벽면을 따라 길이 방향으로 왕복 이동되면 내측 암(202) 및 외측 암(201)의 총 길이가 가변될 수 있도록 한다.
[30]
내측 암(202)의 회전 반경 외측 단부에는 지지 부재(210)가 형성될 수 있다.
[31]
지지 부재(210)는 내측 암(202)의 단부에서 회전 가능하도록 결합될 수 있다.
[32]
또한, 지지 부재(210)는 내측 암(202)에 설치되어 회전되되, 지지 부재(210)의 하단을 관통하는 지지축(220)이 내측 암(202)을 관통하여 결합되어 회전될 수 있다.
[33]
지지축(220)의 일단에는 지지 부재(210)의 높이를 조절할 수 있도록 조절 핸들(221)이 구비될 수 있다.
[34]
조절 핸들(221)은 지지축(220)과 동축 상에 배치되고, 별도의 너트 부재(미도시) 및 와셔(미도시)가 개재되도록 나사결합됨으로써 조절 핸들(221)의 회전에 따라 지지 부재(210)의 높이가 조절될 수 있도록 한다.
[35]
한편, 구동 암(200)에는 히팅 부재(300)가 구비될 수 있다.
[36]
히팅 부재(300)는 히터 단자 박스(미도시) 및 히터 제어 박스(미도시)를 포함할 수 있으며, 베어링(B)의 내륜과 상호 전기적으로 연결되는 전선(미도시)을 통하여 접촉되는 히터 프로브(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 히터 프로브는 베어링(B)의 내륜과 근접하도록 적어도 3개소에 접촉됨으로써 전기적 가열을 수행할 수 있도록 한다.
[37]
상기 히터 프로브는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다. 알루미늄의 열전도율은 금, 은, 구리에 이은 4위이고, 상기 나열한 금속보다 저렴하고 경도, 인장강도, 항복강도, 강성 등의 기계적 성질이 우수하기 때문에 열전달을 해야 하는 히터 프로브의 재질로 사용될 수 있다.
[38]
발열체(미도시)는 상기 히터 프로브에 구비되고 전기에 의해 발열되도록 이루어질 수 있다.
[39]
다시 말해, 발열체는 전기가 공급되면 발열하여 베어링(B)을 가열시킬 수 있다. 상기 히터 프로브는 발열체와 전기적으로 연결될 수 있으며, 전선이 발열체와 연결되어 전원을 공급할 수 있다.
[40]
지지 부재(210)의 외측 면에는 사용자가 손으로 파지하여 구동시킬 수 있는 파지 부재(211)가 형성될 수 있다. 파지 부재(211)는 지지 부재(210)의 외측면으로부터 일체로 연장되되 사용자가 손으로 파지할 수 있는 길이 및 굵기로 형성될 수 있다.
[41]
전술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 조립 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
[42]
우선, 조립하고자 하는 베어링을 지지 부재(210)에 위치시킨 상태에서, 베어링(B)과 결합될 샤프트(미도시)가 구비되면 작업자가 파지 부재(211)를 파지한 상태로 회전축(110)을 중심으로 소정 각도만큼 구동 암(200)을 회전시킨다.
[43]
여기서, 상기 샤프트가 베어링(B)과 근접한 상태에서 조절 핸들(221)을 회전시켜 상기 샤프트의 중심과 베어링(B)의 중심이 일치되도록 조절한다.
[44]
조절 핸들(221)을 회전시킴으로써 지지 부재(210)를 상승 및 하강시켜 베어링의 내륜의 중심과 샤프트의 중심을 맞춘다.
[45]
이후, 대차(100)에 구비된 복수의 바퀴(101)를 제동시키고, 히팅 부재(300)의 전원부(미도시)에 마련된 콘센트를 연결하고, 프로브 거치대에 거치된 히터 프로브를 베어링의 내륜에 부착하면 자석에 의해 고정된다.
[46]
히팅 부재(300)가 작동되면 히터 프로브 내부의 발열체가 발열하여 베어링을 가열시키고 가열된 베어링(B)은 열팽창이 일어나 베어링(B)의 내륜의 직경이 확장된다.
[47]
이후, 파지 부재(211)를 파지한 상태로 회전축(110)을 중심으로 더욱 회전시키면 상기 샤프트의 외주면에 베어링(B)의 내륜이 끼워지게 되고, 이때 지지 부재(210)가 회전됨과 동시에 구동 암(200)의 내측 암(202)이 외측 암(201)의 내부로부터 신장되는 방향으로 길이가 가변된다.
[48]
따라서, 베어링(B)과 상기 샤프트의 결합 시의 높이 및 각도가 일정하게 유지되므로 안정적인 결합이 이루어질 수 있게 된다.
[49]
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
[50]
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

청구범위

[청구항 1]
복수의 바퀴를 구비하는 대차; 상기 대차에 형성되는 회전축을 중심으로 회전하되, 외팔보 형상으로 길이가 가변되는 구동 암; 상기 구동 암의 상단에 설치되는 히팅 부재; 및 상기 구동 암의 회전 반경 외측 단부에 형성되어 베어링이 안착되는 지지 부재를 포함하고, 상기 지지 부재는 상기 구동 암의 단부에서 회전 가능하도록 결합되는 베어링 조립 장치.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 구동 암은, 내측에 공간을 갖는 외측 암; 및 상기 외측 암의 내측 벽면을 따라 슬라이딩됨으로써 길이가 가변되는 내측 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 조립 장치.
[청구항 3]
제2항에 있어서, 상기 지지 부재는, 상기 내측 암에 길이 방향을 따른 단부에 설치되어 회전하되, 상기 지지 부재의 두께를 관통하는 지지축이 상기 내측 암을 관통하여 결합되어 회전되는 것을 특징으로 하는 베어링 조립 장치.
[청구항 4]
제3항에 있어서, 상기 지지축의 일단에 형성되고, 상기 지지 부재의 높이를 조절하는 조절 핸들이 형성되는 것을 특징으로 하는 베어링 조립 장치.
[청구항 5]
제1항에 있어서, 상기 히팅 부재는 상기 베어링의 내륜과 상호 전기적으로 연결되는 전선을 통하여 접촉되는 히터 프로브로 가열시키는 것을 특징으로 하는 베어링 조립 장치.
[청구항 6]
제2항에 있어서, 상기 내측 암은 사각 형상의 횡단면 형상을 갖고, 각각의 4개의 면이 상기 외측 암의 내측 벽면에 접촉하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 베어링 조립 장치.
[청구항 7]
제1항에 있어서, 상기 지지 부재의 외측 면에 한 쌍으로 돌출 형성되고, 사용자가 손으로 파지하여 구동시킬 수 있는 파지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 조립 장치.

도면

[도1]

[도2]