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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druckrollenlager, in
dem ein Käfig
zum Halten einer Mehrzahl von Rollen und ein Laufring nicht teilbar sind,
und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Üblicherweise
wird gemäß eines
Druckrollenlagers von dieser Art, um einen Käfig und einen nicht teilbaren
Laufring herzustellen, ein Flansch entlang einer axialen Richtung
auf einer radialen Außenseite
oder radialen Innenseite des Laufrings angeordnet, und eine Mehrzahl
von Klauen, die in radialer Richtung nach innen gerichtet sind,
zum Eingreifen in eine radiale Außenseite oder radiale Innenseite
des Käfigs
in axialer Richtung an einer Mehrzahl von Bereichen in Umfangsrichtung
auf einem Vorderende des Flansches vorgesehen (Bezugnahme z.B. auf die
japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung H05-94527).
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Üblicherweise
wird der Laufring durch eine Wärmbebehandlung
in einem halbfertigen Zustand gehärtet, indem z.B. der Flansch
einer ringförmigen Platte
gebogen wird. Danach werden die Klauen durch lokales Erwärmen der
Mehrzahl der Bereiche in Umfangsrichtung des Flansches durch eine
hochfrequente Induktionsspule und durch Bearbeiten des Flansches
gebildet. In diesem Fall muss das lokale Erwärmen ausgeführt werden, um die Klauen zu
bilden, das die Anzahl der Schritte erhöht und eine Kostenerhöhung ausmacht.
Wenn ferner der Laufring und der Käfig zusammengesetzt sind, werden
der Laufring und der Käfig
durch Krümmen
der Klauen des Käfigs
formschlüssig
zusammengesetzt und weil die Klauen in dieser Weise gekrümmt werden,
gibt es Bedenken, den Laufring und den Käfig durch Kraftaufbringung
auf das Druckrollenlager beim Tragen des Druckrollenlagers zu trennen.
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Im
Gegensatz dazu ist es vorstellbar, einen ringförmigen Sperrbereich über einen
Gesamtumfang auf einer Seite des Vorderendes des Flansches anstatt
der Klauen vorzusehen, die an der Mehrzahl der Bereiche in Umfangsrichtung
des Flansches angeordnet sind. Jedoch kann in diesem Fall der Käfig nicht
mit dem Laufring zusammengesetzt werden. Daher wird das Druckrollenlager
in der Weise zusammengesetzt, dass der Laufring in einen halbfertigen Zustand
gebracht wird, in dem der ringförmige
Sperrbereich nicht am Flansch ausgebildet ist, eine Anordnung eine
Mehrzahl von Rollen aufweist und der Käfig mit dem Laufring im halbfertigen
Zustand zusammengebaut und der ringförmige Sperrbereich am Flansch
des Laufrings ausgebildet ist, wodurch der Laufring und die Anordnung
abgehalten werden, voneinander getrennt zu sein. Um diesen Zusammenbau auszuführen, ähnlich dem
oben beschriebenen Stand der Technik, muss das Verarbeiten zum Ausbilden
des ringförmigen
Sperrbereichs an der Seite des Vorderendes des Flansches durch lokales
Erwärmen der
Seite des Vorderendes des Flansches des Laufringes ausgeführt werden,
nachdem der gesamte Laufring im halbfertigen Zustand der Wärmebehandlung
zum Härten
unterzogen worden ist, was die Anzahl der Schritte erhöht und eine
Kostenerhöhung ausmacht.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckrollenlager mit
einer Anordnung zu schaffen, indem eine Anordnung mit einer Mehrzahl
von Rollen, einem Käfig
sowie einem Laufring durchgeführt
wird, die schwierig voneinander zu trennen sind.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
wird die Erfindung durch die folgende Anordnung gekennzeichnet.
- (1) Druckrollenlager mit:
einem Laufring;
und
einem Käfig,
der eine Mehrzahl von Rollen aufweist und auf dem Laufring angeordnet
ist,
wobei der Laufring folgendes aufweist:
einen ringförmigen Plattenbereich,
der einen Laufring für
die Mehrzahl der Rollen definiert,
einen Flansch, der sich
in axialer Richtung erstreckt und an einer radialen Außenseite
oder einer radialen Innenseite des ringförmigen Plattenbereichs angeordnet
ist, und
einen ringförmigen
Sperrbereich, der am gesamten Umfang auf einem Vorderende des Flansches angeordnet
ist und der in radialer Richtung in der Weise hervorspringt, das
der ringförmige
Sperrbereich in eine radiale Außenseite
oder radiale Innenseite des Käfigs
in axialer Richtung eingreift, und
wobei ein Gesamtumfang des
Flansches und ein Gesamtumfang des ringförmigen Sperrbereichs nachgiebiger
als der ringförmige
Plattenbereich sind.
- (2) Druckrollenlager gemäß Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Plattenbereich, der Flansch
und der ringförmige
Sperrbereich einstückig
ausgebildet sind.
- (3) Druckrollenlager gemäß Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch und der ringförmige Sperrbereich
fortlaufend in Richtung eines Vorderendes des ringförmigen Sperrbereichs verjüngt sind.
- (4) Druckrollenlager gemäß Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass nur der ringförmige Plattenbereich einer
Wärmebehandlung
zum Härten
unterzogen wird, um den Gesamtumfang des Flansches und den Gesamtumfang
des ringförmigen Sperrbereichs
nachgiebiger als den ringförmigen Plattenbereich
herstellen zu können.
- (5) Druckrollenlager gemäß Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser des ringförmigen Sperrbereichs
kleiner als ein Außendurchmesser
des Käfigs
ist.
- (6) Verfahren zum Herstellen eines Druckrollenlagers, wobei
das Verfahren folgendes umfasst:
Vorsehen eines Käfigs, der
eine Mehrzahl von Rollen aufweist;
Vorsehen eines ringförmigen Basismaterial
für einen
Laufring mit einem ringförmigen
Plattenbereich, der einen Laufring, einen Flansch und einen ringförmigen Sperrbereich
definiert;
Biegen des Basismaterials, um den Flansch zu bilden,
der sich in axialer Richtung vom ringförmigen Plattenbereich erstreckt;
nur
den ringförmigen
Plattenbereich einer Wärmebehandlung
zum Härten
unterziehen;
nach den Schritten zum Biegen und Wärmebehandeln
zusammensetzen des Käfigs,
der die Mehrzahl der Rollen im Laufring aufweist; und
Biegen
eines Gesamtumfangs eines Vorderendes des Flansches, um den ringförmigen Sperrbereich zu
bilden, der in radialer Richtung davon in der Weise hervorspringt,
dass der ringförmige
Sperrbereich in eine radiale Außenseite
oder radiale Innenseite des Käfigs
in axialer Richtung eingreift.
- (7) Verfahren gemäß Anspruch
6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung zum Härten durch
eine hochfrequente Induktionsheizspule örtlich ausgeführt wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung bezieht sich die Wärmebehandlung
zum Härten
auf eine Wärmebehandlung
zum Sicherstellen einer Härte, wie
sie vom Laufring gefordert wird. Obwohl es Metallwerkstoffe gibt,
die als Basismaterial des Laufrings verwendet werden, die einer
Wärmebehandlung
zum Steuern einer Grundeigenschaft und nicht einer Wärmebehandlung
mit dem Ziel des Steuerns der Grundeigenschaft (Rohmaterial) unterzogen
werden, sind die beiden Eigenschaften verwendenden Basismaterialien
in der Erfindung enthalten. Obwohl sich ein Fall, in dem der Flansch
und der ringförmige Sperrbereich
keiner Wärmebehandlung
wie beim Rohmaterial, und ein Fall, in dem der Flansch und der ringförmige Sperrbereich
einer Wärmebehandlung mit
dem Ziel des Steuerns der Basiseigenschaften unterzogen wird, ergibt,
werden daher in einem der Fälle
der Flansch und der ringförmige
Sperrbereich nachgiebiger als der ringförmige Plattenbereich, der der
Wärmebehandlung
zum Härten
unterzogen wird, hergestellt.
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In
diesem Fall wird, weil der Gesamtumfang der Seite des Vorderendes
des Flansches mit dem ringförmigen
Sperrbereich versehen ist, die Anordnung, die die Mehrzahl der Rollen
und den Käfig
umfasst, und der Laufring soweit nicht voneinander geteilt, wie
z.B. der ringförmige
Sperrbereich verformt wird. Obwohl der Verschleißwiderstand der Rollenlauffläche nur
durch Härten
des ringförmigen
Plattenbereichs, der die Rollenlauffläche der Platte durch die Wärmebehandlung
bildet, gefördert
wird, werden der Flansch und der ringförmige Sperrbereich des Laufringes
nicht durch die Wärmebehandlung
nachgiebiger und dadurch können
der Laufring und die Anordnung mit der Mehrzahl der Rollen und dem
Käfig zusammengesetzt
werden, bevor der ringförmige Sperrbereich
des Laufrings gebildet wird, und der ringförmige Sperrbereich kann nach
dem Zusammenbau einfach gebildet werden. Dadurch kann eine nicht
teilbare Anordnung preiswert geschaffen werden.
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Der
Flansch des Laufrings wird gemäß der Erfindung
zum Schaffen des ringförmigen
Sperrbereichs nicht wie beim verwandten Stand der Technik lokal
erwärmt
und dadurch können
eine Anzahl der Schritte im Vergleich mit der den technischen Hintergrund
bildenden Stand der Technik und die Herstellkosten reduziert werden.
Ferner wird der ringförmige Sperrbereich
durch Zusammensetzen des Zusammenbaus mit der Mehrzahl der Rollen
und dem Käfig am
Laufring gebildet, bevor der ringförmige Sperrbereich am Laufring
gebildet wird, wobei der ringförmige
Sperrbereich nicht wie bei der Klaue des den technischen Hintergrund
bildenden Stands der Technik gekrümmt wird, und dadurch ergeben
sich keine Bedenken, den Zusammenbau und den Laufring zu trennen.
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Gemäß des Druckrollenlagers
und des Verfahrens zu dessen Herstellung der Erfindung, kann eine
Anordnung zum Herstellen des Zusammenbaues mit der Mehrzahl der
Rollen und dem Käfig
und dem Laufring, die schwierig voneinander zu trennen sind, kostengünstig geschaffen
werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine Draufsicht, die ein Druckrollenlager gemäß eines besten Modus zum Ausführen der Erfindung
darstellt.
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2 ist
eine Ansicht, die einen entlang einer Linie (2)-(2) von 1 aufgenommenen
Bereich durch Pfeilzeichen darstellt.
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3 ist
eine Ansicht, die einen entlang einer Linie (3)-(3) von 1 aufgenommenen
Bereich durch Pfeilzeichen darstellt.
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4 ist
eine perspektivische vergrößerte Ansicht,
um einen Umfang einer Tasche des Käfigs von 1 darzustellen.
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5 ist
eine Ansicht eines Schrittes, der ein Beispiel eines Verfahrens
zum Herstellen des Druckrollenlagers von 1 darstellt.
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6 ist
eine Ansicht eines Schrittes, der auf 5 folgend
dargestellt ist.
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7 ist
eine Ansicht eines Schrittes, der auf 6 folgend
dargestellt ist.
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8 ist
eine Ansicht eines Druckrollenlagers, das durch einen Ablauf von 5 bis 7 gemäß 2 hergestellt
wurde.
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9 ist
eine Ansicht eines Druckrollenlagers gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung bezüglich 2.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine
beste Art zum Ausführen
der Erfindung wird bezüglich
der Zeichnung nachstehend beschrieben. 1 ist eine
Draufsicht, die ein Druckrollenlager darstellt, 2 ist
eine Ansicht, die einen entlang einer Linie (2)-(2) aufgenommenen
Bereich von 1 durch Pfeilzeichen darstellt, 3 ist
eine Ansicht, die einen entlang einer Linie (3)-(3) aufgenommenen
Bereich von 1 durch Pfeilzeichen darstellt
und 4 ist eine perspektivische vergrößerte Ansicht,
um einen Umfang einer Tasche eines Käfigs von 1 darzustellen.
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Ein
in der Zeichnung dargestelltes Druckrollenlager 1 wird
mit einem Käfig 2,
einer Mehrzahl von Rollen 3 und einem einzelnen Laufring 4 geschaffen.
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Der
Käfig 2 wird
aus einer ringförmigen Blechplatte
hergestellt. Die Taschen 21, die im Wesentlichen in einer
rechteckigen Form bei einer Draufsicht zum Aufbewahren der Rollen 3 sind,
werden an einer Mehrzahl von Bereichen in Umfangsrichtung eines
mittleren Bereichs in radialer Richtung vorgesehen. Die Stützbereiche 22 sind
zwischen den jeweiligen benachbarten Taschen 21 in Umfangsrichtung
angeordnet. Der Stützbereich 22 wird
in Wellenform in radialer Richtung gebogen und ist mit einem mittleren
erweiterten Bereich 23, der zu einer Seite in axialer Richtung
am Mittelpunkt in radialer Richtung erweitert ist, und einem radialen
außenseitig
erweiterten Bereich 24 und einem radialen innenseitig erweiterten
Bereich 25 versehen, die zur anderen Seite in axialer Richtung
erweitert und auf entgegengesetzten Seiten in radialer Richtung
angeordnet sind.
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Die
Rollen 3 sind in der Tasche 21 des Käfigs 2 drehbeweglich
angeordnet, um zu verhindern, dass sie voneinander getrennt werden.
D.h., am Stützbereich 22 werden
insgesamt drei Bereiche des mittleren erweiterten Bereichs 22,
des radialen außenseitig
erweiterten Bereich 24 und des radialen innenseitig erweiterten
Bereichs 25 mit Klauen 23a, 24a, 25a, die
in die Tasche 21 ragen, angeordnet. Mit den Klauen 23a, 24a, 25a werden
die Breiten der entsprechenden Taschen 21 in Umfangsrichtung
an drei Bereichen in Radialrichtung von jeder Tasche kleiner als der
Durchmesser der Rollen 3, dadurch wird die Rolle 3 abgehalten,
sich vom Inneren der Tasche 21 zu beiden Seiten in axialer
Richtung zu recken. Ferner wird die Rolle 3 in der Tasche 21 untrennbar
davon zusammengesetzt, indem sie mit Druck in die Tasche 21 eingesetzt
wird.
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Obwohl
die Rolle 3 von einem Typ ist, bei dem sich eine Form einer
Endfläche
auf einen ebenen Typ bezieht, genügt für die Rolle 3 auch
die Form der Endfläche,
die durch eine Kugelform gebildet wird.
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Der
Laufring 4 ist mit einem Flansch 42 versehen,
der sich in axialer Richtung von einer radialen Außenseite
eines ringförmigen
Plattenbereichs 41 erstreckt, der einen Laufring der Rolle 3 bildet.
Ein Gesamtumfang auf einer Seite des Vorderendes des Flansches 42 ist
mit einem ringförmigen
Sperrbereich 43 versehen, der nach Innen in radialer Richtung
hervorspringt. Der Käfig 2 ist
im Laufring 4 untrennbar zusammengebaut.
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D.h.,
ein innerer Durchmesser R1 des ringförmigen Sperrbereichs 43 des
Laufringes 4 ist kleiner als ein äußerer Durchmesser R2 des Käfigs 2 einzustellen,
und somit beeinträchtigen
sich der ringförmige
Sperrbereich 43 und der Käfig 2 miteinander in
axialer Richtung.
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Dadurch
werden der Laufring 4 und eine Anordnung mit der Mehrzahl
der Rollen 3 und der Käfig 2 davon
abgehalten, voneinander getrennt zu werden.
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Weil
insbesondere der ringförmige
Sperrbereich 43 am Vorderende des Flansches 42 des
Laufringes 4 fortlaufend in Umfangsrichtung vorgesehen ist,
kann die Anordnung sicher vom Trennen abgehalten werden, um sich
soweit zu recken, wie der ringförmige
Sperrbereich 43 nicht verformt wird. Dadurch kann die Zuverlässigkeit
eines Produkts im Vergleich mit der der verwandten Technik deutlich
geschaffen werden, bei der die Klauen an einer Mehrzahl von Bereichen
in Umfangsrichtung des Laufrings geschaffen sind.
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Im
Fall des Laufrings 4 mit dem ringförmigen Sperrbereich 43,
der sich in Umfangsrichtung auf diese Weise fortsetzt, ist es zwischenzeitlich
physikalisch schwierig, den Zusammenbau am Laufring 4 zusammenzusetzen.
Daher wird ein Herstellverfahren des oben beschriebenen Druckrollenlagers 1 wie folgt
gebildet und das Verfahren erklärt.
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Zuerst
wird der Laufring 4, der im halbgefertigten Zustand nur
mit dem Flansch 42 versehen ist, erstellt. Als Basismaterial
des Laufrings 4 nimmt man z.B. einen Kohlenstoffstahl (SC-Material) für eine mechanische
Anordnung, einen Werkstoffstahl (SK-Material) oder dgl. Nur der
ringförmige
Plattenbereich 41 des Laufrings 4 wird lokal einer
Wärmebehandlung unterzogen,
um durch eine hochfrequente Induktionswärmespule gehärtet zu
werden. Der Bereich, der auf diese Weise der Wärmebehandlung zum Härten unterzogen
wird, wird durch die Querschraffuren in der Zeichnung dargestellt.
In dieser Stufe wird der Flansch 42 des Laufrings 4 nicht
durch Wärmebehandlung
gehärtet
und dadurch wird der Flansch 42 nachgiebiger als der ringförmige Plattenbereich 41. Der
Laufring 4 und die Anordnung werden davon abgehalten, durch
Ausbilden des ringförmigen
Sperrbereichs 43, Zusammensetzen des Zusammenbaues mit
der Mehrzahl der Rollen 3 und des Käfigs 2 im Laufring 4 im
halbgefertigten Zustand getrennt zu werden, und danach wird der
Gesamtumfang der Seite des Vorderendes des Flansches 42 des
Laufrings 4 nach innen in radialer Richtung gebogen. Der ringförmige Sperrbereich 43 wird
durch Biegen des Vorderendes des Flansches 42 gebildet,
der nicht auf diese Weise gehärtet
wird, und dadurch kann das Biegen einfach ausgeführt werden.
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Im
Schritt zum Ausbilden des ringförmigen Sperrbereichs 43,
wie z.B. in 5 bis 7 dargestellt,
kann eine äußere Umfangsfläche auf
dem Vorderende des Flansches 42 durch Verengen eines Durchmessers
durch Festlegen einer Aufnahmematrize 10 an einer gesamten
inneren Umfangsfläche des
Flansches 42 des Laufringes 4 und Zusammendrücken der
Seite des Vorderendes des Flansches 42 nach innen in radialer
Richtung durch eine Pressform 11 von einer radialen Außenseite dünnwandig werden.
Der ringförmige
Sperrbereich 43 wird durch Biegen des Vorderendes des Flansches 42 durch eine
Pressform 13, die in 7 dargestellt
ist, gebildet. In diesem Fall wird ein geeigneter Vorteil erreicht,
um den Ablauf des Biegens des ringförmigen Sperrbereichs 43 noch
einfacher als oben beschrieben auszuführen, und um den ringförmigen Sperrbereich 43 genau
zu bearbeiten. 8 stellt eine Teilansicht einer
Hälfte
des Druckrollenlagers 1, das auf diese Weise hergestellt
wurde, dar.
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Wenn
durch dieses Verfahren gefertigt wird, wird nur der ringförmige Plattenbereich 41 des
Laufringes 4 der Wärmebehandlung
zum Härten
unterzogen, der Flansch 42 und der ringförmige Sperrbereich 43 der
Wärmebehandlung
zum Härten
nicht unterzogen und dadurch wird der Flansch 42 und der ringförmige Sperrbereich 43 folglich
nachgiebiger als der ringförmige
Plattenbereich 41.
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Wie
oben beschrieben, wird der ringförmige Sperrbereich 43 gemäß der Ausführungsform
am Gesamtumfang der Seite des Vorderendes des Flansches 42 des
Laufringes 4 geschaffen, und dadurch werden die Anordnung
mit der Mehrzahl der Rollen 3 und der Käfig 2 und der Laufring 4 nicht
so weit voneinander getrennt, wie z.B. der ringförmige Sperrbereich 43 nicht
verformt wird. Obwohl ferner der Verschleißwiderstand der Rollenspurfläche nur
durch Härten
des ringförmigen
Plattenbereichs 41 gefördert wird,
der den Laufring des Ringes 4 durch Wärmebehandlung bildet, werden
der Flansch 41 und der ringförmige Sperrbereich 43 des
Laufrings 4 nicht durch Wärmebehandlung gehärtet, und
dadurch können der
Laufring 4 und die Anordnung mit der Mehrzahl der Rollen 3 und
der Käfig 2 vor
dem Ausbilden des ringförmigen
Sperrbereichs 43 des Laufrings 4 zusammengesetzt
und der ringförmige
Sperrbereich 43 nach dem Zusammenbau leicht gebildet werden.
Dadurch kann die untrennbare Anordnung kostengünstig geschaffen werden.
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Zwischenzeitlich
ist die Wärmebehandlung zum
Härten
des ringförmigen
Plattenbereichs 41 des Laufrings 4 nicht nur auf
das Verfahren unter Verwendung der hochfrequenten Induktionswärmespule
begrenzt, sondern die Wärmebehandlung
zum Härten kann
durch normales Abschrecken, karbonisiertes Abschrecken, nitrierendes
Abschrecken, karbonisierendes und nitrierendes Abschrecken und dgl.
erzeugt werden. Jedoch ist es in diesen Fällen des Abschreckens notwendig,
einen anderen Bereich als den ringförmigen Plattenbereich 41 des
Laufringes 4 abzudecken. Ferner wird in diesem Fall ein
Vorteil hinsichtlich der Kosten im Vergleich mit dem Fall des Erwärmens erreicht,
um den ringförmigen
Plattenbereich 41 vor dem Ausbilden des ringförmigen Sperrbereichs
nachgiebiger zu machen, wie beim Stand der Technik.
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Weitere
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachstehend erläutert
- (1) 9 stellt
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung dar. Ein Laufring 5, der mit einem Flansch 52 auf
einer radialen Innenseite eines ringförmigen Plattenbereichs 51 angeordnet
ist, wird für
das Druckrollenlager 1 gemäß der Ausführungsform verwendet. Der Laufring 5 ist
mit einem ringförmigen
Sperrbereich 53 versehen, der nach außen in radialer Richtung über einen
Gesamtumfang der Seite des Vorderendes des Flansches 52 hervorspringt.
Ferner ist der Käfig 2 mit einem
erweiterten Bereich 55 versehen, der sich nach innen in
radialer Richtung auf einer radialen Innenseite davon erstreckt,
und der erweiterte Bereich 55 wird in axialer Richtung
durch den ringförmige
Sperrbereich 53 des Laufringes 5 ergriffen. In
diesem Fall werden der Ablauf und die Wirkung ähnlich denen der oben beschriebenen
Ausführungsform
erreicht. Ferner kann in der Ausführungsform, ähnlich der 5 bis 8,
der ringförmige
Sperrbereich 53 gebildet werden, in dem die Seite des Vorderendes
des Flansches 52 dünnwandig
gemacht und danach die Seite des Vorderendes gebogen wird.
- (2) Eine Teilform des Käfigs 2 ist
nicht besonders begrenzt. Ferner kann der Käfig 2 nicht durch
ein Blechprodukt gebildet, aber durch einen allgemein üblichen
integrierenden Aufbau zweier ringförmiger Platten erstellt werden.