DE102015104487A1

DE102015104487A1 - Käfigeinheit und kegelrollenlager, das mit der käfigeinheit ausgerüstet ist

Info

Publication number: DE102015104487A1
Application number: DE102015104487.0A
Authority: DE
Inventors: Akiyuki Suzuki
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2015-10-01
Also published as: JP2015183804A; US20150275974A1; CN104948592A; CN104948592B; JP6354242B2; US9267543B2

Abstract

Es ist eine Käfigeinheit mit einem Käfig mit einem Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers, einem Seitenringabschnitt großen Durchmessers, der angeordnet ist, um von dem Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers in einer axialen Richtung beabstandet zu sein, und einer Mehrzahl von Käfigstangenabschnitten vorgesehen, die den Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers und den Seitenringabschnitt großen Durchmessers verbinden; und mit einer Kegelrolle, die in einer Tasche untergebracht ist, die ein durch den Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers, den Seitenringabschnitt großen Durchmessers und den Käfigstangenabschnitt umschlossener Raum ist. Eine entlang einer Umfangsrichtung liegende Schmiernut ist auf einer Innenendfläche des Seitenringabschnitts großen Durchmessers, der einer großen Walzenendfläche der Kegelrolle gegenüberliegt, ausgebildet, und eine Umfangslänge der Schmiernut ist derart gestaltet, dass die Schmiernut mit der großen Walzenendfläche der Kegelrolle in der Umfangsrichtung zur Überdeckung gebracht ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Käfigeinheit und ein Kegelrollenlager, das mit der Käfigeinheit ausgerüstet ist. Genauer bezieht die Erfindung sich auf eine Käfigeinheit mit einer Schmiernut zum Aufnehmen des Schmieröls, und ein Kegelrollenlager, das mit der Käfigeinheit ausgerüstet ist.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Ein Kegelrollenlager wurde üblicherweise verwendet, um eine Drehunterstützungseinheit verschiedener Arten von mechanischen Vorrichtungen zu konfigurieren. In einem solchen Kegelrollenlager besteht ein Gleitabschnitt zwischen einer Endfläche einer Kegelrolle und einer Rippenendfläche eines Innerrings oder eines Außenrings. Ein Kontaktzustand beider Endflächen in dem Gleitabschnitt ist ein Wälzkontakt mit Gleiten. Somit tritt, wenn das Schmieröl, das zu dem Lager geliefert wird, knapp wird oder versiegt, leicht ein Festfressen an den Endflächen auf.
Während des Betriebs der mechanischen Vorrichtung wird das Schmieröl aufgrund des Verrührens des Schmieröls und dergleichen, was bei der Drehung einer Welle auftritt, auf das Lager verteilt und geliefert. Wenn die mechanische Vorrichtung einmal gestoppt, aber sofort wieder gestartet wird, kann das an beiden Endflächen verbleibende Schmieröl eine Schmierwirkung aufrechterhalten, und somit tritt das Festfressen nicht auf.
Wenn jedoch die mechanische Vorrichtung einmal gestoppt und nach einer beträchtlichen verstrichenen Zeit wieder gestartet wird, fließt das an beiden Endflächen haftende Schmieröl durch die Schwerkraft hinunter, und das Schmieröl wird knapp oder versiegt. Somit tritt leicht das Festfressen auf.
Es wurde bereits die Ausbildung einer Nut für einen Ölsumpf in einem Käfig, der eine Mehrzahl von Kegelrollen in vorbestimmten Abständen entlang einer Umfangsrichtung hält, vorgeschlagen (siehe beispielweise Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2007-32612 ( JP 2007-32612 A )). 4A ist eine perspektivische Teil-Ansicht eines Käfigs 20 in einem in JP 2007-32612 A beschriebenen Rollenlager. 4B ist eine Teil-Draufsicht desselben. Bei dem in JP 2007-32612 A beschriebenen Käfig 20 wird eine Umfangsnut 23, die entlang einer Umfangsrichtung liegt, auf einer einer Tasche 22 gegenüberliegenden Innenendfläche 21a eines Endes großen Durchmessers 21 des Käfigs 20 ausgebildet. Es wird angenommen, dass das Festfressen verhindert wird, da der Mangel des Schmieröls zu dem Zeitpunkt einer Inbetriebnahme nach einer langen stillstehenden Periode durch das in der Umfangsnut 23 aufgenommene Schmieröl gelindert wird. In 4A und 4B bezeichnet eine Bezugsnummer 24 einen Käfigstangenabschnitt, der ein Ende kleinen Durchmessers 25 und ein Ende großen Durchmessers 21 des Käfigs 20 verbindet.
Wie in 5 zu sehen ist, ist die Umfangsnut 23 in dem in JP 2007-32612 A beschriebenen Rollenlager über die ganze Innenendfläche 21a, die der Tasche zugewandt ist, ausgebildet. Somit liegen die Abschnitte 23a in der Nähe beider Enden der Umfangsnut 23 der Endfläche der Kegelrolle 26 nicht gegenüber und sind offen. Wenn ein Betriebsstoppzustand für eine lange Zeitspanne fortgesetzt wird, fließt das Schmieröl hinunter, wenn auch nur allmählich von den Abschnitten 23a in der Nähe beider Enden der Umfangsnut 23, wodurch das Schmieröl knapp werden oder versiegen kann und das Festfressen zu dem Zeitpunkt des Neustarts auftreten kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung ist es, eine Käfigeinheit bereitzustellen, die das Schmieröl sogar zu dem Zeitpunkt der Inbetriebnahme nach einer langen stillstehenden Periode liefern und eine Festfressbeständigkeit erhöhen kann, und ein Kegelrollenlager bereitzustellen, das mit einer Käfigeinheit ausgerüstet ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Käfigeinheit einen Käfig mit einem Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers, einem Seitenringabschnitt großen Durchmessers, der angeordnet ist, um von dem Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers in einer axialen Richtung beabstandet zu sein, und einer Mehrzahl von Käfigstangenabschnitten, die den Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers und den Seitenringabschnitt großen Durchmessers verbinden; sowie eine Kegelrolle, die in einer Tasche untergebracht ist, die ein durch den Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers, den Seitenringabschnitt großen Durchmessers und den Käfigstangenabschnitt umschlossener Raum ist. In der Käfigeinheit ist eine entlang der Umfangsrichtung liegende Schmiernut auf einer Innenendfläche des Seitenringabschnitts großen Durchmessers ausgebildet, der einer großen Walzenendfläche der Kegelrolle gegenüberliegt, und eine Umfangslänge der Schmiernut ist derart gestaltet, dass die Schmiernut mit der großen Walzenendfläche der Kegelrolle in der Umfangsrichtung zur Überdeckung gebracht ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorangehenden und weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet sind, um gleiche Elemente zu repräsentieren, und wobei:
1 eine erläuternde Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Kegelrollenlagers der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine erläuternde perspektivische Ansicht eines Käfigs in dem Kegelrollenlager, das in 1 zu sehen ist, ist;
3 eine erläuternde Seitenansicht des Käfigs ist, der in 2 zu sehen ist;
4A eine perspektivische Teil-Ansicht eines Käfigs einer verwandten Technik ist, und 4B eine Teil-Draufsicht desselben ist; und
5 eine erläuternde Seitenansicht des Käfigs der verwandten Technik ist.
DETAILBESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform einer Käfigeinheit und eines Kegelrollenlagers, das mit der Käfigeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist, wird nachstehend im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine erläuternde Querschnittsansicht eines Kegelrollenlagers 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine erläuternde perspektivische Ansicht eines Käfigs 2 in dem Kegelrollenlager 1, das in 1 zu sehen ist.
Das Kegelrollenlager 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Außenring 3, einen Innenring 4, eine Mehrzahl von Kegelrollen 5, und einen Käfig 2. Der Außenring 3 hat auf einer Innenumfangsseite eine konische Laufbahnfläche 3a. Der Innenring 4 hat auf einer Außenumfangsseite eine konische Laufbahnfläche 4a, die der Laufbahnfläche 3a gegenüberliegt. Die Kegelrollen 5 sind in einem ringförmigen Raum zwischen der Laufbahnfläche 3a und der Laufbahnfläche 4a angeordnet. Der Käfig 2 hält die Kegelrollen 5 in vorbestimmten Abständen entlang der Umfangsrichtung. Der Käfig 2 und die Kegelrollen 5 bilden eine Käfigeinheit 6. Der Innenring 4 ist radial innerhalb des Außenrings 3 angeordnet, und relativ zu dem Außenring 3 drehbar. Ein kegelförmiger rückseitiger Rippenabschnitt (nachstehend als ein großer Rippenabschnitt bezeichnet) 4b ist auf einer Seite großen Durchmessers der Laufbahnfläche 4a des Innenrings 4 ausgebildet, und ein kegelförmiger vorderseitiger Rippenabschnitt (nachstehend als ein kleiner Rippenabschnitt bezeichnet) 4c ist auf einer Seite kleinen Durchmessers der Laufbahnfläche 4a ausgebildet.
Der Käfig 2 umfasst einen Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers 7, einen Seitenringabschnitt großen Durchmessers 8, und eine Mehrzahl von Käfigstangenabschnitten 9. Der Seitenringabschnitt großen Durchmessers 8 ist so angeordnet, dass er in einer axialen Richtung vom Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers 7 beabstandet ist. Die Käfigstangenabschnitte 9 verbinden die Ringabschnitte. Wie in 2 zu sehen ist, hat der Käfig 2 als Ganzes eine ringförmige kegelstumpfförmige Form, wobei zwischen den zueinander benachbarten Käfigstangenabschnitten 9 eine Mehrzahl von Taschen 10 in gleichen Abständen entlang der Umfangsrichtung ausgebildet ist. Die Kegelrolle 5 ist in der Tasche 10 auf eine frei drehbare Weise gehalten. Der Käfig 2 kann aus einem Kunstharz, das sich durch eine Ölbeständigkeit auszeichnet, wie z. B. glasfaserhaltigen PPS, hergestellt sein; er kann aber auch aus einem auf Eisen basierenden Metall gefertigt sein.
Eine Schmiernut 11, die entlang der Umfangsrichtung liegt, ist auf einer Innenendfläche 8a des Seitenringabschnitts großen Durchmessers 8 des Käfigs 2 ausgebildet. Die Innenendfläche 8a des Seitenringabschnitts großen Durchmessers 8 ist die Endfläche, die einer großen Walzenendfläche 5a der Kegelrolle 5 gegenüberliegt und mit dieser in Kontakt steht. Wie in 3 zu sehen ist, ist eine Umfangslänge der Schmiernut 11 derart gestaltet, dass die Schmiernut 11 mit der großen Walzenendfläche 5a der Kegelrolle 5 in der Umfangsrichtung zur Überdeckung gebracht ist. Somit wird, wenn die mit dem Kegelrollenlager 1 ausgerüstete Vorrichtung angehalten ist, eine Öffnung der Schmiernut 11, in Kontakt mit der großen Walzenendfläche 5a der Kegelrolle 5 gebracht, als ob sie von der großen Walzenendfläche 5a abgedeckt würde. In anderen Worten wird das Schmieröl zwischen der großen Walzenendfläche 5a der Kegelrolle 5 und dem Käfig 2 durch eine Oberflächenspannung des Schmieröls gehalten. Daher kann, auch wenn die Vorrichtung nach einer langen stillstehenden Periode wieder gestartet wird, das in der Schmiernut 11 aufgenommene Schmieröl nicht ausfließen. Infolgedessen kann zu dem Zeitpunkt des Neustarts das Festfressen verhindert werden, das ansonsten durch den Mangel und das Versiegen des Schmieröls auftreten könnte.
Wie in 3 zu sehen ist, ist die Schmiernut 11 in der vorliegenden Ausführungsform auf einer radial äußeren Seite (obere Seite in 3) eines Teilkreises C der großen Walzenendfläche 5a der Kegelrolle 5 positioniert. Die Schmiernut 11 hat eine sich in einer Umfangsrichtung erstreckende kurze Seite 11a, eine lange Seite 11b, und Kopplungsseiten 11c. Die lange Seite 11b ist auf der radial inneren Seite der kurzen Seite 11a positioniert und hat eine längere Umfangslänge als die kurze Seite 11a. Die Kopplungsseiten 11c verbinden die Enden der kurzen Seite 11a und der langen Seite 11b. Die Öffnung der Schmiernut 11, die durch die kurze Seite 11a, die lange Seite 11b und die Kopplungsseite 11c umschlossen ist, hat im Wesentlichen eine trapezförmige Form. Die Kopplungsseite 11c ist eine gebogene Linie (Kreisbogen), die im Wesentlichen parallel zu einer Kante 5b sprich einer kreisförmigen Kante der großen Walzenendfläche 5a der Kegelrolle 5 verläuft. Somit kann eine minimale Dicke dick gemacht werden und eine Herstellung durch Formen kann vorteilhaft durchgeführt werden, wobei ferner die Kapazität der Schmiernut 11 erhöht werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Umfangslänge w zwischen der Kopplungsseite 11c und der Kante der großen Walzenendfläche 5a der Kegelrolle 5 so festgesetzt, dass sie länger ist als eine Relativ-Bewegungs-Distanz in der Umfangsrichtung zwischen Kegelrolle 5 und Tasche 10. Somit kann, auch wenn die Kegelrolle 5 angehalten und in Umfangsrichtung zu irgendeiner Seite in der Tasche 10 abweicht, die Öffnung der Schmiernut 11 durch die große Walzenendfläche 5a der Kegelrolle 5 zuverlässig abgedeckt werden. Daher kann das Schmieröl betriebssicher daran gehindert werden, aus der Schmiernut auszufließen. Die Umfangslänge w zwischen der Kopplungsseite 11c und der Kante der großen Walzenendfläche 5a der Kegelrolle 5 ist erfindungsgemäß nicht in besonderen Maß eingeschränkt und kann beispielweise ca. 0,5 mm betragen.
Die Schmiernut 11 ist sowohl in Höhenrichtung (Aufwärts- und Abwärtsrichtung in 3) als auch in Umfangsrichtung im Wesentlichen in der Mitte der Innenendfläche 8a des Seitenringabschnitts großen Durchmessers 8 angeordnet. Die Höhe h1 der Schmiernut 11 beträgt ca. ein Drittel der Höhe h2 der Innenendfläche 8a. Die Länge L1 der kurzen Seite 11a der Schmiernut 11 entlang der Umfangsrichtung beträgt ca. zwei Drittel der Länge L2 der Innenendfläche 8a entlang der Umfangsrichtung. Die Größe und Tiefe der Öffnung der Schmiernut 11 sind erfindungsgemäß nicht in besonderen Maß eingeschränkt, und können innerhalb eines Bereichs in geeigneter Weise ausgewählt werden, so dass eine vorbestimmte Festigkeit im Hinblick auf das Material, die Größe und dergleichen des Käfigs 2 gewährleistet ist.
Die hier offenbarte Ausführungsform wird in allen Aspekten bloß als veranschaulichend und nicht einschränkend betrachtet. Der Umfang der Erfindung ist durch die angefügten Ansprüche und nicht durch die vorangehende Beschreibung definiert, und alle Änderungen, die unter der Bedeutung und dem Geltungsbereich der Äquivalenz des Anspruchs fallen, sollen darin umfasst sein.
Beispielweise hat die Öffnung der Schmiernut in der oben beschriebenen Ausführungsform im Wesentlichen eine trapezförmige Form; sie kann aber auch andere Formen wie z. B. eine ovale Form, und eine bandplattenförmige Form annehmen. Ferner sind die Kopplungsseiten, die die kurze Seite und die lange Seite der Schmiernut verbinden, in der oben beschriebenen Ausführungsform gebogene Linien; sie können aber auch von geraden Linien gebildet sein.
Gemäß der Käfigeinheit und dem mit der Käfigeinheit der vorliegenden Erfindung ausgerüstete Kegelrollenlager kann das Schmieröl sogar zu dem Zeitpunkt der Inbetriebnahme nach einer langen stillstehenden Periode geliefert werden, wodurch die Beständigkeit gegen Festfressen erhöht werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2007-32612 A [0005, 0006]

Claims

Käfigeinheit mit: einem Käfig mit einem Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers, einem Seitenringabschnitt großen Durchmessers, der angeordnet ist, um von dem Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers in einer axialen Richtung beabstandet zu sein, und einer Mehrzahl von Käfigstangenabschnitten, die den Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers und den Seitenringabschnitt großen Durchmessers verbinden; und einer Kegelrolle, die in einer Tasche untergebracht ist, die ein durch den Seitenringabschnitt kleinen Durchmessers, den Seitenringabschnitt großen Durchmessers und den Käfigstangenabschnitt umschlossener Raum ist; wobei eine entlang einer Umfangsrichtung liegende Schmiernut auf einer Innenendfläche des Seitenringabschnitts großen Durchmessers, der einer großen Walzenendfläche der Kegelrolle gegenüberliegt, ausgebildet ist, und eine Umfangslänge der Schmiernut derart gestaltet ist, dass die Schmiernut mit der großen Walzenendfläche der Kegelrolle in der Umfangsrichtung zur Überdeckung gebracht ist.
Käfigeinheit nach Anspruch 1, wobei die Schmiernut auf einer radial äußeren Seite eines Teilkreises der großen Walzenendfläche der Kegelrolle positioniert ist, und die Schmiernut eine sich in Umfangsrichtung erstreckende kurze Seite, eine auf einer radial inneren Seite der kurzen Seite liegende lange Seite, die eine längere Umfangslänge als die kurze Seite hat, und eine Kopplungsseite umfasst, die die Enden der kurzen Seite und langen Seite verbindet, wobei eine Öffnung der Schmiernut im Wesentlichen eine trapezförmige Form hat.
Käfigeinheit nach Anspruch 2, wobei eine Umfangslänge zwischen der Kopplungsseite und einer Kante der großen Walzenendfläche der Kegelrolle länger als eine Relativ-Bewegungs-Distanz in einer Umfangsrichtung zwischen Kegelrolle und Tasche ist.
Käfigeinheit nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Kopplungsseite eine gebogene Linie ist, die im Wesentlichen parallel zu der Kante der großen Walzenendfläche der Kegelrolle verläuft.
Käfigeinheit nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Kopplungsseite eine gerade Linie ist.
Kegelrollenlager mit: einem Außenring; einem Innenring, der radial innerhalb des Außenrings angeordnet und relativ in Bezug auf den Außenring drehbar ist; und einer Käfigeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die in einem ringförmigen Raum zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnet ist.