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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kegelrollenlager.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Kegelrollenlager werden vielfach für verschiedene Maschinen verwendet und, z. B., als Lager für Differenzialritzel bzw. Ausgleichskegelräder in üblichen Automobilen verwendet. Für übliche Automobile trägt ein reduzierter Rotationswiderstand von Komponenten zu einer Reduzierung im Kraftstoffverbrauch bei. Somit ist insbesondere eine Nachfrage entstanden, ein Drehmoment, welches auf ein Kegelrollenlager aufgebracht wird, das für ein Fahrantriebssystem verwendet wird, zu reduzieren. Der Widerstand, der aus der Rotation des Kegelrollenlagers resultiert, beinhaltet den Verwirbelungswiderstand des Schmiermittels. Somit, wenn ein Kegelrollenlager für ein Differenzialritzel in einem üblichen Automobil verwendet wird, kann ein Käfig verwendet werden, um den Schmiermittelfluss in ein Lagerinneres zu begrenzen, um zu verhindern, dass eine übermäßige Menge Schmiermittel in das Lagerinnere gefördert wird (siehe, z. B., japanische Patentanmeldung mit Veröffentlichungsnr. 2014-202341 (
JP 2014-202341 A )).
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Insbesondere resultiert die Rotation des Kegelrollenlagers in einer Pumpenwirkung, die dem Schmiermittel ermöglicht, in einer Axialrichtung von einer ersten Seite (in 7, eine linke Seite) zu einer zweiten Seite (in 7, eine rechte Seite) zu fließen. Dies beschränkt das Schmiermittel in einem Lageräußeren bzw. einem Lager-Außenraum auf der in Axialrichtung gesehenen ersten Seite daran, in das Lagerinnere bzw. den Lager-Innenraum (Ringraum 96) zwischen einem Innenring 91 und einem Außenring 92 zu fließen. Um dies zu erreichen, wird ein Freiraum/Abstand/Spalt zwischen einem kleinen Ringabschnitt 94 eines Käfigs 93 und einem in Axialrichtung gesehen auf der ersten Seite befindliches Ende 95 des Innenrings 91 in der Größe reduziert. Ein Abstand zwischen dem kleinen Ringabschnitt 94 und dem Außenring 92 ist ebenfalls in der Größe reduziert. Dies verhindert, dass als Ergebnis der Pumpenwirkung eine übermäßige Menge Schmiermittel in den Ringraum 96 befördert wird. Somit kann der Verwirbelungswiderstand des Schmiermittels reduziert werden, was einen Beitrag zu einer Reduzierung im Kraftstoffverbrauch ermöglicht.
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Im Unterschied zu üblichen Automobilen werden Baumaschinen, wie bspw. Radlader, häufig in rauen Umgebungen verwendet. Folglich ist für Kegelrollenlager für solche Baumaschinen ein während der Rotation des Lagers reduzierter Temperaturanstieg wünschenswerter als eine Reduzierung in dem Verwirbelungswiderstand des Schmiermittels. In solchen Baumaschinen wird eine Fahrtrichtung häufiger zwischen einer Vorwärtsrichtung und einer Rückwärtsrichtung gewechselt als in üblichen Automobilen. Somit wird das Kegelrollenlager, welches für die Fahrantriebssysteme, wie bspw. ein Differenzialritzel, verwendet wird, häufiger zwischen der Vorwärtsrotation und der Rückwärtsrotation gewechselt. In diesem Fall, wenn die Orientierung der Kegelrollen, die zwischen dem Außenring und dem Innenring vorhanden sind, instabil ist, können die Kegelrollen verkippen und ein Durchdrehen/Gleiten/Durchrutschen oder ähnliches kann auftreten, um die Laufbahnoberflächen zu beschädigen. Darüber hinaus, im Unterschied zu üblichen Automobilen, werden Baumaschinen keiner periodischen Instandhaltung unterzogen und eine Umgebung um das Kegelrollenlager kann derart sein, dass als Ergebnis des Verbrauchs nur eine geringe Menge an Schmiermittel vorhanden ist. Wenn das Kegelrollenlager in der Umgebung verwendet wird, in der nur eine geringe Menge Schmiermittel vorhanden ist, und versagt, mit Schmiermittel versorgt zu werden, kann das Kegelrollenlager einem Temperaturanstieg ausgesetzt sein, was zum Festfressen oder ähnlichem führt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kegelrollenlager bereitzustellen, welches ermöglicht, dass Kegelrollen stabil gehalten werden, während ermöglicht ist, dass ein Temperaturanstieg in dem Lager unterdrückt wird.
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Ein Kegelrollenlager in einem Aspekt der Erfindung beinhaltet einen Innenring, welcher auf einer äußeren Umfangsseite eine konische innere Laufbahnoberfläche mit einem Durchmesser, der von einer axial ersten Seite in Richtung zu einer axialen zweiten Seite hin zunimmt aufweist, einen Außenring, der auf einer inneren Umfangsseite eine konische äußere Laufbahnoberfläche mit einem Durchmesser, der von der axial ersten Seite in Richtung zur axial zweiten Seite hin zunimmt, aufweist, eine Vielzahl an Kegelrollen, die in einem zwischen dem Innenring und dem Außenring ausgebildeten ringförmigen Raum bzw. einem Ringraum vorgesehen ist und auf der inneren Laufbahnoberfläche und der äußeren Laufbahnoberfläche abrollt, und einen ringförmigen Käfig, der die Kegelrollen hält. Der Käfig hat einen kleinen Ringabschnitt, der bzgl. der Kegelrollen in Richtung der axial ersten Seite positioniert ist, einen großen Ringabschnitt, der bzgl. der Kegelrollen in Richtung der axial zweiten Seite positioniert ist, und eine Vielzahl an Käfigstegen, die den kleinen Ringabschnitt und den großen Ringabschnitt miteinander koppelt. Dem Käfig ist es möglich, mit einer inneren Umfangsoberfläche des Außenrings derart in Kontakt zu kommen, dass der Kontakt dem Käfig ermöglicht, in einer Radialrichtung positioniert zu sein. Der kleine Ringabschnitt ist mit Einführkanälen versehen, durch die Schmiermittel von einem Lager-Außenraum bzw. einem Lageräußeren auf der axial ersten Seite in den Ringraum eingeführt werden kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorhergehenden und nachfolgenden Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei gleiche Nummerierungen dazu verwendet werden gleiche Elemente zu bezeichnen und wobei:
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1 eine Schnittansicht zeigt, welche eine Ausführungsform eines Kegelrollenlagers darstellt;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Käfigs zeigt;
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3 eine Schnittansicht zeigt, welche der in 1 gezeigten Schnittansicht entspricht und aus der eine Kegelrolle entfernt ist;
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4 eine Darstellung eines Kegelrollenlagers in der Richtung eines Pfeils V betrachtet, zeigt;
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5 eine vergrößerte Schnittansicht zeigt, welche eine radial innere Seite der Käfigstege von dem Käfig darstellt;
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6 eine vergrößerte Schnittansicht zeigt, welche eine axial zweite Seite des Kegelrollenlagers darstellt; und
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7 eine Schnittansicht eines konventionellen Kegelrollenlagers zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend basierend auf den Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine Schnittansicht, welche eine Ausführungsform eines Kegelrollenlagers darstellt. Ein Kegelrollenlager 10 in der vorliegenden Ausführungsform wird für ein Ausgleichskegelrad bzw. ein Differenzialritzel in einer Baumaschine, wie bspw. einem Radlader, verwendet. Das Kegelrollenlager 10 lagert, in einem Gehäuse 81, eine Welle 82, die zusammen mit einem Ritzel rotiert, um die Welle 82 rotierbar zu machen. Ein Schmiermittel (Öl) ist in dem Gehäuse 81 gespeichert. Das Schmiermittel wird dazu verwendet, das Kegelrollenlager 10 zu schmieren. Das nachfolgend beschriebene Kegelrollenlager 10 kann auch für andere Anwendungen verwendet werden.
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Das Kegelrollenlager 10 beinhaltet einen Innenring 2, einen Außenring 3, eine Vielzahl an Kegelrollen 4 und einen Käfig 5. Der Innenring 2, der Außenring 3 und der Käfig 5 sind ringförmige Teile/Ringteile, die alle um eine gemeinsame Achse C zentriert sind.
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Der Innenring 2 ist aus einem Lagerstahl, Stahl für den Maschinenbau oder ähnliches ausgebildet und hat eine innere Laufbahnoberfläche 12, die auf einer äußeren Umfangsseite des Innenrings 2 ausgebildet ist und auf der die Kegelrollen 4 rollen/wälzen. Die innere Laufbahnoberfläche 12 hat eine konische Form (Kegelform) mit einem Durchmesser, der von einer axial ersten Seite (in 1, eine linke Seite) in Richtung zu einer axial zweiten Seite (in 1, eine rechte Seite) zunimmt. Der Innenring 2 hat einen vorderen Führungsbord (nachfolgend als ein kleiner Bord bezeichnet) 14, einen hinteren Führungsbord (nachfolgend als ein großer Bord bezeichnet) 15 und einen zylindrischen Abschnitt 17. Der kleine Bord 14 ist bzgl. der inneren Laufbahnoberfläche 12 auf der axial ersten Seite vorgesehen und steht in einer Radialrichtung nach außen vor. Der große Bord 15 ist bzgl. der inneren Laufbahnoberfläche 12 auf der axial zweiten Seite vorgesehen und steht in der Radialrichtung nach außen vor. Der zylindrische Abschnitt 17 erstreckt sich von dem kleinen Bord 14 in Richtung zur axial ersten Seite hin.
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Der Außenring 3 ist aus einem Lagerstahl, Stahl für den Maschinenbau oder dgl. ausgebildet und hat auf einer inneren Umfangsseite eine äußere Laufbahnoberfläche 13, die der inneren Laufbahnoberfläche 12 zugewandt ist, und auf der die Kegelrollen 4 rollen/wälzen. Die äußere Laufbahnoberfläche 13 hat eine konische Form (Kegelform) mit einem Durchmesser, der von der axial ersten Seite in Richtung zur axial zweiten Seite hin zunimmt.
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Die Kegelrollen 4 sind Teile, die aus Lagerstahl oder dgl. ausgebildet sind. Die Kegelrollen 4 sind in einem zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 ausgebildeten ringförmigen Raum bzw. einem Ringraum 7 vorgesehen und können auf der inneren Laufbahnoberfläche 12 und der äußeren Laufbahnoberfläche rollen. Jede der Kegelrollen 4 hat eine kleine Stirnfläche 18, die auf der axial ersten Seite angeordnet ist und einen kleinen Durchmesser aufweist, und eine große Stirnfläche 19, die auf der axial zweiten Seite angeordnet ist und einen großen Durchmesser aufweist. Die große Stirnfläche 19 ist mit einer Bordoberfläche (Seitenoberfläche) 16 des großen Bords 15 des Innenrings 2 in Kontakt. Rotation des Kegelrollenlagers 10 (in der vorliegenden Ausführungsform, dem Innenring 2) bringt die große Stirnfläche 19 und die Bordoberfläche 16 miteinander in Gleitkontakt.
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Der Käfig 5 ist in dem Ringraum 7 zusammen mit den Kegelrollen 4 vorgesehen, um die Kegelrollen 4 zu halten. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Käfigs 5. In 1 und 2 hat der Käfig 5 einen kleinen Ringabschnitt 21, der als ein Ring geformt ist, einen großen Ringabschnitt 22, der als ein Ring geformt ist, und eine Vielzahl an Käfigstegen 23. Der kleine Ringabschnitt 21 ist in Richtung der axial ersten Seite mit Bezug zu den Kegelrollen 4 positioniert. Der große Ringabschnitt 22 ist bezüglich der Kegelrollen 4 in Richtung zur axial zweiten Seite hin positioniert. Die Käfigstege 23 verbinden/koppeln den kleinen Ringabschnitt 21 und den großen Ringabschnitt 22 miteinander. Der große Ringabschnitt 22 hat einen größeren Außendurchmesser als der kleine Ringabschnitt 21, und in der vorliegenden Ausführungsform, auch einen größeren Bohrungsdurchmesser/Innendurchmesser als der kleine Ringabschnitt 21. Die Käfigstege 23 sind in Umfangsrichtung in Abständen vorgesehen. Taschen 24, in denen die entsprechenden Kegelrollen 4 aufgenommen (gehalten) sind, sind Räume, welche jeweils zwischen dem kleinen Ringabschnitt 21 und dem großen Ringabschnitt 22 und zwischen zwei in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Käfigstegen 23, 23 ausgebildet sind. Die Umfangsrichtung ist eine Richtung um eine Achse C des Kegelrollenlagers 10. Der Käfig 5 in der vorliegenden Ausführungsform ist aus einem Harz (aus einem synthetischen Harz) durch Spritzguss ausgebildet.
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In dem Kegelrollenlager 10 resultiert die Rotation des Lagers (Innenring 2) in einer Pumpenwirkung, die dem Schmiermittel ermöglicht, von der axial ersten Seite in Richtung zur axial zweiten Seite hin zu fließen. Der Mechanismus zur Erzeugung der Pumpenwirkung ist wie nachfolgend beschrieben. Das Schmiermittel und Luft, die in dem Ringraum 7 vorhanden sind, weisen Kraftkomponenten auf, die basierend auf einer Zentrifugalkraft, die aus der Rotation des Lagers resultiert, in der Radialrichtung nach außen wirken. Die äußere Laufbahnoberfläche 13 des Außenrings 3 hat eine konische Form, wie vorstehend beschrieben. Somit fließen das Schmiermittel und Luft entlang der äußeren Laufbahnoberfläche 13 in Richtung zur axial zweiten Seite hin in den Ringraum 7. Die Erzeugung dieses Flusses führt zu einer Aktion/Wirkung, die das Schmiermittel und die Luft, die in einem Lageräußeren auf der axial ersten Seite vorhanden sind, in den Ringraum 7 hineinzieht. Folglich ist das Kegelrollenlager 10 der Pumpenwirkung ausgesetzt, die dem Schmiermittel ermöglicht, von der axial ersten Seite zur axial zweiten Seite hin zu fließen.
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3 zeigt eine Schnittansicht, die der in 1 dargestellten Schnittansicht entspricht, und aus der die Kegelrolle 4 entfernt ist. Auf der axial ersten Seite der Käfigstege 23 und auf einer radial äußeren Seite der Käfigstege 23 (näher zu dem Außenring 3 als zu dem Innenring 2) hat der Käfig 5 eine erste Führungsoberfläche 31, die mit einem Teil einer inneren Umfangsoberfläche (äußere Laufbahnoberfläche 13) des Außenrings 3 in Kontakt kommen kann. Auf der axial zweiten Seite der Käfigstege 23 und auf der radial äußeren Seite der Käfigstege 23 (näher zu dem Außenring 3 als zu dem Innenring 2) hat der Käfig eine zweite Führungsoberfläche 32, die mit einem anderen Teil der inneren Umfangsoberfläche (äußere Laufbahnoberfläche 13) des Außenrings 3 in Kontakt kommen kann. Eine zurückgesetzte/vertiefte Oberfläche 33 ist zwischen der ersten Führungsoberfläche 31 und der zweiten Führungsoberfläche 32 und von der inneren Umfangsoberfläche des Außenrings 3 entfernt ausgebildet.
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Wenn der Käfig 5 und der Außenring 3 konzentrisch platziert sind (wie in 3 dargestellt) ist ein winziger Freiraum/Spalt/Abstand zwischen der ersten Führungsoberfläche 31 und der inneren Umfangsoberfläche des Außenrings 3 ausgebildet. Ein winziger Freiraum/Spalt/Abstand ist zwischen der zweiten Führungsoberfläche 32 und der inneren Umfangsoberfläche des Außenrings 3 ausgebildet. Im Gegensatz dazu ermöglicht eine radiale Verlagerung bzw. Verschiebung des Käfigs 5 bzgl. des Außenrings 3, dass die erste Führungsoberfläche 31 mit der inneren Umfangsoberfläche des Außenrings 3 in Kontakt kommt, während dies der zweiten Führungsoberfläche 32 ermöglicht, mit der inneren Umfangsoberfläche des Außenrings 3 in Kontakt zu kommen. Somit kann der Käfig 5 mit der inneren Umfangsoberfläche des Außenrings 3 derart in Kontakt kommen, dass der Kontakt dem Käfig ermöglicht, in der Radialrichtung positioniert zu sein. Mit anderen Worten ist das Kegelrollenlager 10 ein außenringgeführtes Lager, in dem der Käfig 5 durch den Außenring 3 geführt ist.
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Wie in 3 gezeigt, sind Einführkanäle 35 in dem kleinen Ringabschnitt 21 des Käfigs 5 ausgebildet. Die Einführkanäle 35 sind Kanäle, durch die das Schmiermittel von dem Lageräußeren auf der axial ersten Seite in den Ringraum 7 eingeführt werden können. Die Einführkanäle 35 können Löcher sein, die den kleinen Ringabschnitt 21 in der Axialrichtung durchdringen (in den Zeichnungen nicht dargestellt). Jedoch sind die Einführkanäle 35 in der vorliegenden Ausführungsform Rillen, die auf einer äußeren Umfangsseite des kleinen Ringabschnitts 21 ausgebildet sind. Mit anderen Worten, ist eine äußere Umfangsoberfläche des kleinen Ringabschnitts 21 derart geformt, Vertiefungen/Rücksprünge und Vorsprünge entlang der Umfangsrichtung, wie in 2 gezeigt, aufzuweisen. Vertiefte Abschnitte der Vertiefungs- und Vorsprungsform bilden die Einführkanäle 35 aus. Eine äußere Umfangsoberfläche 37 von jedem Vorsprungsabschnitt bzw. vorspringenden Abschnitt 36 der Vertiefungs- und Vorsprungsform ist kontinuierlich mit der ersten Führungsoberfläche 31 ausgebildet. Folglich bilden die äußere Umfangsoberfläche 37 und die erste Führungsoberfläche 31 zusammen eine radial äußere Oberfläche 38 aus. Ein Teil der radial äußeren Oberfläche 38 kann mit der inneren Umfangsoberfläche des Außenrings 3 in Kontakt kommen, um dem Käfig zu ermöglichen, durch den Außenring 3 geführt zu sein.
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Wie vorstehend beschrieben (siehe 2), ist die Vielzahl an Taschen 24 in dem Käfig 5 entlang dessen Umfangsrichtung ausgebildet. Umfangspositionen der Taschen 24 stimmen mit Umfangspositionen der Einführkanäle 35 überein. Mit anderen Worten sind die Einführkanäle 35 in die entsprechenden Taschen 24 geöffnet. Wie vorstehend beschrieben, sind die Einführkanäle 35 Rillen, die in Axialrichtung in der äußeren Umfangsoberfläche des kleinen Ringabschnitts 21 ausgebildet sind. Wie in 3 dargestellt, sind die Einführkanäle 35 in Richtung des Lageräußeren auf der axial ersten Seite geöffnet und auch in den Ringraum 7 (Taschen 24) geöffnet. Somit, selbst wenn die radial äußere Oberfläche 38 des Käfigs 5 mit einem Teil der inneren Umfangsoberfläche des Außenrings 3 in Kontakt ist, kann das Schmiermittel, welches auf der axial ersten Seite vorhanden ist, durch die Einführkanäle 35 in den Ringraum 7 (Taschen 24) fließen.
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4 zeigt eine Darstellung eines Kegelrollenlagers, betrachtet in der Richtung des Pfeils V in 1 (eine perspektivische Ansicht des Käfigs 5 und eine Umgebung hiervon, betrachtet entlang einer Richtung entlang einer Mittellinie von jeder Kegelrolle 4). Jeder der Einführkanäle 35 ist linear entlang der Richtung parallel zur Mittellinie der entsprechenden Kegelrolle 4 ausgebildet. Wie in 4 dargestellt, wird ein Teil der Kegelrolle 4 von dem Lageräußeren auf der axial ersten Seite durch den entsprechenden Einführkanal 35 betrachtet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Einführkanal 35 eine Rille mit einer flachen Form, die eine konstante Tiefe (Rillentiefe) h in einer Rillenlängsrichtung (der Richtung von dem Lageräußeren in Richtung zu dem Ringraum 7 hin) aufweist und die in einer Breitenrichtung (Umfangsrichtung) B größer ist als in der Richtung der Tiefe h. Die Tiefe h ist auf einen Wert festgelegt, bei dem das Schmiermittel auf der axial ersten Seite aufgrund des Gewichts des Schmiermittels durch die Einführkanäle 35 durchlaufen bzw. durchfließen kann. Zum Beispiel kann die Tiefe h 1 mm betragen. Der Einführkanal 35 kann eine Querschnittsform aufweisen, die von einem, wie in 4 dargestellten Rechteck verschieden ist.
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Wie in 1 und 3 dargestellt, sind der kleine Ringabschnitt 21 des Käfigs 5 und der Außenring 3 nah zueinander angeordnet (oder können miteinander in Kontakt kommen). Jedoch sind der kleine Ringabschnitt 21 und der Innenring 2 entfernt voneinander angeordnet und der ringförmige Raumabschnitt 25 ist zwischen dem kleinen Ringabschnitt 21 und (einem Teil von) dem zylindrischen Abschnitt 17, der auf der axial ersten Seite des Innenrings 2 angeordnet ist, ausgebildet. Eine Radialdimension bzw. ein Radialmaß S (siehe 3) des Raumabschnitts 25 ist größer als eine Radialdimension bzw. ein Radialmaß eines Freiraums/Spalts/Abstands, der zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche 37 eines vorspringenden Abschnitts 36 des kleinen Ringabschnitts 21 und der äußeren Laufbahnoberfläche 13 des Außenrings 3 ausgebildet ist. Der Raumabschnitt 25 ermöglicht dem in dem Lageräußeren auf der axial ersten Seite vorhandenen Schmiermittel in den Ringraum 7 zu fließen. In 3 kann das Radialmaß S des Ringraums 25, z. B., zumindest 30% und weniger als 60% einer Radialdimension bzw. eines Radialmaßes P zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche 17a des Innenrings 2 (zylindrischer Abschnitt 17) und einer zylindrischen Oberfläche 3a des Außenrings 3, an dem der Bohrungsdurchmesser/Innendurchmesser des Außenrings 3 minimiert ist, sein.
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5 zeigt eine vergrößerte Ansicht, welche eine radial innere Seite der Käfigstege 23 des Käfigs 5 darstellt. Wie in 2, 3 und 5 gezeigt, ist in einer radial inneren Oberfläche von jedem Käfigsteg 23 eine Rille 26 ausgebildet, die sich von dem kleinen Ringabschnitt 21 in Richtung zu dem großen Ringabschnitt 22 hin erstreckt. Ein axial erstseitiges Ende 26a der Rille 26 ist in einer inneren Umfangsoberfläche 29 des kleinen Ringabschnitts 21 geöffnet. Mit anderen Worten verbindet sich das axial erstseitige Ende 26a der Rille 26 mit der inneren Umfangsoberfläche 29 des kleinen Ringabschnitts 21. Auf der axial zweiten Seite und auf der radial inneren Seite von jedem Käfigsteg 23 ist eine Käfigsteg-Innenoberfläche 27 ausgebildet, die kontinuierlich mit einer inneren Umfangsoberfläche 28 des großen Ringabschnitts 22 ist. Die Rille 26 verbindet sich mit der Käfigsteg-Innenoberfläche 27. Somit fließt, in 3, das Schmiermittel, welches auf einer inneren Umfangsseite des kleinen Ringabschnitts 21 des Käfigs 5 vorhanden ist, als ein Ergebnis der Pumpenwirkung in Richtung zu der axial zweiten Seite hin und kann dann in die Rillen 26 fließen. Das Schmiermittel fließt somit entlang der Rillen 26. Das Schmiermittel, welches entlang der Rillen 26 geflossen ist, erreicht die Käfigsteg-Innenoberflächen 27. Der große Bord 15 des Innenrings 2 und der große Ringabschnitt 22 sind nahe zueinander angeordnet. Ein winziger Freiraum/Spalt/Abstand 8 ist zwischen der inneren Umfangsoberfläche 28 des großen Ringabschnitts 22 und einer äußeren Umfangsoberfläche 15a des großen Bords 15 ausgebildet, um das Passieren bzw. Durchfließen des Schmiermittels zu behindern. Somit kann das meiste Schmiermittel, welches entlang der Rillen 26 in den Käfigstegen 23 des Käfigs 5 geflossen ist und die Käfigsteg-Innenoberflächen 27 erreicht hat, in dem Ringraum 7 verbleiben statt durch den winzigen Abstand 8 durchzufließen. Insbesondere wird das Schmiermittel, welches die Käfigsteg-Innenoberflächen 27 erreicht hat, zu dem Bereich zwischen der Bordoberfläche 16 des großen Bords 15 und der großen Stirnfläche 19 jeder Kegelrolle 4 gefördert (siehe 1). Wie vorstehend beschrieben, bringt die Rotation des Lagers die Bordoberfläche 16 dazu, mit der großen Stirnseite 19 in Gleitkontakt zu kommen. Folglich trägt das Schmiermittel, welches durch die Rillen 26 gefördert wird, zur Schmierung des Gleitkontaktabschnitts bei.
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In 1, wie vorstehend beschrieben, ist die äußere Umfangsoberfläche 15a des großen Bords 15 des Innenrings 2 eine zylindrische Oberfläche. Die innere Umfangsoberfläche 28 des großen Ringabschnitts 22 des Käfigs 5 ist eine zylindrische Oberfläche. Diese zylindrischen Oberflächen sind einander in der Radialrichtung über den winzigen Abstand 8 zugewandt. Eine Situation um den Außenring 3 wird beschrieben. Die äußere Umfangsoberfläche 30 des großen Ringabschnitts 22 des Käfigs 5 schneidet eine taschenseitige Oberfläche 39, welche der großen Stirnfläche 19 jeder Kegelrolle 4 zugewandt ist. Wie in einer vergrößerten Schnittansicht in 6 gezeigt, schneiden sich die äußere Umfangsoberfläche 30 und die taschenseitige Oberfläche 39, um einen spitzen Winkel zwischen den Oberflächen 30 und 39 auszubilden. Ein Schnittabschnitt 40 zwischen der äußeren Umfangsoberfläche 30 und der taschenseitigen Oberfläche 39 ist in Radialrichtung innerhalb der inneren Umfangsoberfläche (äußere Laufbahnoberfläche 13) des Außenrings 3 positioniert. Der Schnittabschnitt 40 und die innere Umfangsoberfläche (äußere Laufbahnoberfläche 13) des Außenrings 3 sind nahe beieinander angeordnet, wobei ein winziger Freiraum/Spalt/Abstand 9 zwischen dem Schnittabschnitt 40 und der inneren Umfangsoberfläche ausgebildet ist. Somit, behindert der Außenring-3-seitige winzige Abstand 9 (siehe 6) wie der Innenring-2-seitige winzige Abstand 8 (siehe 1) das Passieren bzw. Durchfließen des in dem Ringraum 7 vorhandenen Schmiermittels. Mit anderen Worten ist es wahrscheinlicher, dass Schmiermittel, welches im Ringraum 7 als Ergebnis der Pumpenwirkung in Richtung zu der axial zweiten Seite hin fließt, entlang der taschenseitigen Oberfläche 39 fließt als durch den winzigen Abstand 9. Demzufolge kann das Schmiermittel in dem Ringraum 7 verbleiben. Das Schmiermittel, welches entlang der taschenseitigen Oberfläche 39 geflossen ist, wird zu der Bordoberfläche 16 des großen Bords 15 (siehe 1) geführt, welche auf einer Verlängerung der taschenseitigen Oberfläche 39 positioniert ist. Das Schmiermittel kann somit zur Schmierung des Gleitkontaktabschnitts beitragen.
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Das Kegelrollenlager 10, welches die vorstehend beschriebenen Komponenten (siehe 1) beinhaltet, ermöglicht dem Kegelrollenlager 4 stabil gehalten zu werden und einen Temperaturanstieg in dem Lager zu unterdrücken. Das heißt, das Kegelrollenlager 10 ist ein außenringgeführtes Lager, in dem der Käfig 5 durch den Außenring 3 geführt ist, und somit kann der Käfig 5 während der Rotation des Lagers stabil rotieren. Die Kegelrollen 4 werden durch den so stabilisierten Käfig 5 gehalten. Folglich, selbst wenn das Kegelrollenlager 10 für eine Rotationsmaschine (ein Fahrzeugantriebssystem in einer Baumaschine, wie bspw. einem Radlader) verwendet wird, in dem das Kegelrollenlager 10 regelmäßig Vorwärts- und Rückwärtsrotationen wiederholt, ermöglicht das Kegelrollenlager 10, verglichen mit einem wälzkörpergeführten Lager, dem Verhalten der Kegelrollen 4 stabilisiert zu sein, um mögliches Schrägstellen zu verhindern. Das wälzkörpergeführte Lager ist ein Lager, in dem der Käfig in der Radialrichtung durch die Kegelrollen positioniert ist. Um dem Käfig 5 zu ermöglichen, durch den Außenring 3 positioniert zu sein, muss der Abstand zwischen dem Außenring 3 und dem Käfig 5 reduziert werden. Dies bewirkt, dass das Schmiermittel in dem Lageräußeren auf der axial ersten Seite Schwierigkeiten hat durch den Bereich zwischen dem Außenring 3 und dem Käfig 5 in den Ringraum 7 zu fließen. Jedoch ermöglichen in dem Kegelrollenlager 10 der vorliegenden Ausführungsform die Einführkanäle 35, die in dem kleinen Ringabschnitt 21 ausgebildet sind, dem Schmiermittel, in den Ringraum 7 eingeführt zu werden. Wie vorstehend beschrieben, kann in dem Kegelrollenlager 10 der vorliegenden Ausführungsform der Käfig 5 in der Radialrichtung durch den Außenring 3 positioniert werden, was ermöglicht, dass die Kegelrollen 4 stabil gehalten sind. Das Schmiermittel auf der axial ersten Seite wird durch die Einführkanäle 35 in den Ringraum 7 zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 eingeführt, was dem Kegelrollenlager 10 ermöglicht, angemessen geschmiert zu werden.
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Eine äußere Umfangsoberfläche des kleinen Ringabschnitts 21, welche der axial erstseitigen zylindrischen Oberfläche 3a zugewandt ist, hat eine konische Form (Kegelform) mit einem Durchmesser, der in Richtung zur axial ersten Seite hin abnimmt. Somit nimmt ein Ringraum 41, der zwischen der zylindrischen Oberfläche 3a und der äußeren Umfangsoberfläche des kleinen Ringabschnitts 21 ausgebildet ist, in seiner Größe in Richtung zu der ersten axialen Seite hin zu. Diese Konfiguration ermöglicht dem Schmiermittel, welches in dem Lageräußeren auf der axial ersten Seite vorhanden ist, einfach in den Raum 41 gefördert zu werden. Da die Einführkanäle 35 in der äußeren Umfangsoberfläche des kleinen Ringabschnitts 21, welcher den Raum 41 ausbildet, ausgebildet sind, kann das Schmiermittel, welches in den Raum 41 gefördert ist, durch die Einführkanäle 35 effizient in den Ringraum 7 eingeführt werden.
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Auf der bzgl. des Kegelrollenlagers 10 axial zweiten Seite ist der winzige Abstand 8 zwischen dem großen Bord 15 des Innenrings 2 und dem großen Ringabschnitt 22 des Käfigs 5, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet. Der winzige Abstand 9 ist auch zwischen dem großen Ringabschnitt 22 und dem Außenring 3 ausgebildet, was ermöglicht, dass der große Ringabschnitt 22 die axial zweite Seite des Ringraums 7 blockiert (somit sind die winzigen Abstände 8, 9 vorhanden). Dies ermöglicht dem Schmiermittel, welches in den Ringraum 7 eingeführt ist, daran gehindert zu werden, in das Lageräußere auf der axial zweiten Seite herauszufließen. Demzufolge, selbst wenn eine Umgebung um das Kegelrollenlager 10 derart ist, dass nur eine geringe Menge an Schmiermittel um das Kegelrollenlager 10 vorhanden ist, kann das Schmiermittel, welches in den Ringraum 7 eingeführt ist, effektiv genutzt werden.
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Wie vorstehend beschrieben, resultiert die Rotation des Kegelrollenlagers 10 in einer Pumpenwirkung, die es dem Schmiermittel ermöglicht, von der axial ersten Seite zu der axial zweiten Seite zu fließen. Diese Wirkung ermöglicht dem Schmiermittel durch die Einführkanäle 35 in den Ringraum 7 eingeführt zu werden. Selbst während die Rotation des Kegelrollenlagers 10 gestoppt ist, kann das Schmiermittel, welches auf der axial ersten Seite vorhanden ist, aufgrund des Gewichts des Schmiermittels durch die Einführkanäle 35 in den Ringraum 7 fließen. Somit, selbst wenn eine reduzierte Menge des Schmiermittels um das Kegelrollenlager 10 vorhanden ist (z. B., selbst wenn das in dem Gehäuse 81 gespeicherte Schmiermittel ein Öl-Level F an einer in 1 gezeigten Position hat), wird so viel von dem wenigen Schmiermittel, welches in den Ringraum 7 eingeführt werden kann, wie möglich eingeführt und dazu verwendet, zur Schmierung beizutragen. Dies ermöglicht es, den Temperaturanstieg in dem Kegelrollenlager 10 zu verhindern.
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Wenn relativ viel Schmiermittel um das Kegelrollenlager 10 vorhanden ist, in anderen Worten, das Öl-Level F oberhalb der Position ist (die innere Umfangsoberfläche 29 des kleinen Ringabschnitts 21), welche in 1 dargestellt ist, da der Ringraumabschnitt 25 zwischen dem kleinen Ringabschnitt 21 und dem Innenring 2 (zylindrischer Abschnitt 17) ausgebildet ist, kann das Schmiermittel auch durch den Bereich zwischen dem kleinen Ringabschnitt 21 und dem Innenring 2 in den Ringraum 7 eingeführt werden.
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Die Rillen 26 sind in den radial inneren Oberflächen der entsprechenden Käfigstege 23 des Käfigs 5 ausgebildet (siehe 3). Die Rillen 26 sind in der inneren Umfangsoberfläche 29 des kleinen Ringabschnitts 21 geöffnet. Somit kann das Schmiermittel auf der axial ersten Seite in und entlang der Rillen 26 in Richtung zur axial zweiten Seite hin fließen. Dies ermöglicht dem Schmiermittel, welches entlang der Rillen 26 geflossen ist, einfach zu dem Gleitkontaktabschnitt zwischen jeder Kegelrolle 4 und dem großen Bord 15 des Innenrings 2 gefördert zu werden. Demzufolge kann das Schmiermittel zu der Schmierung zwischen jeder Kegelrolle 4 und dem großen Bord 15 beitragen, was mögliche Temperaturanstiege effektiv verhindert. Jede Kegelrolle 4 und das große Bord 15 kommen miteinander in Gleitkontakt. Ein Kausalbereich zur Wärmeerzeugung während der Rotation des Lagers ist der Bereich zwischen jeder Kegelrolle 4 und dem großen Bord 15. Das Fördern von Schmiermittel zu dem Kausalbereich ermöglicht es, die Wärmeerzeugung effektiv zu unterdrücken.
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In der vorliegenden Ausführungsform stimmen die Umfangspositionen der Taschen 24 in dem Käfig 5 mit den Umfangspositionen der Einführkanäle 35, wie vorstehend mit Bezug zu 2 beschrieben, überein. Folglich wird das Schmiermittel, welches durch die Einführkanäle 35 eingeführt wurde, einfacher in die Taschen 24 gefördert, was eine Verbesserung der Schmierung zwischen jeder Kegelrolle 4 und dem Innenring 2, zwischen jeder Kegelrolle 4 und dem Außenring 3 und zwischen jeder Kegelrolle 4 und der entsprechenden Tasche 24 ermöglicht.
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Wie vorstehend beschrieben, ermöglichen der Einführkanal 35 und/oder der Ringraumabschnitt 25 dem Schmiermittel, effektiv in den Ringraum 7 gefördert zu werden. Folglich kann das gesamte Lagerinnere angemessener geschmiert werden. Darüber hinaus ermöglichen die Rillen 26 die Vereinfachung der Förderung des Schmiermittels zu der Bordoberfläche 16 des großen Bords 15 des Innenrings 2, wo insbesondere bedeutende Wärmeerzeugung auftritt. Demzufolge kann der Temperaturanstieg des Kegelrollenlagers 10 unterdrückt werden.
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Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist in jeder Hinsicht erläuternd und nicht beschränkend. Mit anderen Worten ist das Kegelrollenlager in der vorliegenden Erfindung nicht auf die dargestellten Formen begrenzt, sondern kann in jeder anderen Form innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung vorliegen. In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird das Kegelrollenlager 10 für ein Differenzialritzel in einer Baumaschine verwendet. Jedoch kann das Kegelrollenlager 10 auch für jede andere Rotationsmaschine verwendet werden.
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Das Kegelrollenlager in der Erfindung ermöglicht den Kegelrollen stabil gehalten zu werden, während es möglich ist, einen Temperaturanstieg des Lagers zu unterdrücken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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