DE102017126917A1

DE102017126917A1 - Kegelrollenlager

Info

Publication number: DE102017126917A1
Application number: DE102017126917.7A
Authority: DE
Inventors: Yuki SHISHIHARA; Shigeo Kamamoto; Junji Murata
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2018-05-17
Also published as: JP2018080769A; CN108087428B; CN108087428A; JP6874340B2; US10180161B2; US20180135693A1

Abstract

Ein Kegelrollenlager beinhaltet einen Innenring, einen Außenring, eine Vielzahl Kegelrollen und einen ringförmigen Käfig, der die Kegelrollen hält. Der Käfig hat einen kleinen ringförmigen Abschnitt, der auf einer in Axialrichtung einen Seite der Kegelrollen positioniert ist, einen großen ringförmigen Abschnitt, der in Axialrichtung auf der anderen Seite der Kegelrollen positioniert ist und eine Vielzahl Käfigstege, die den kleinen ringförmigen Abschnitt und den großen ringförmigen Abschnitt miteinander koppelt. Die Käfigstege haben jeweils einen Käfigsteg-Endabschnitt, der zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt und einem großen Bord positioniert ist und der bzgl. großer Endflächen der Kegelrollen in Richtung der in Axialrichtung anderen Seite vorsteht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kegelrollenlager.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein Kegelrollenlager wird bereits in verschiedenen Maschinen und z.B. in Übertragungsvorrichtungen und Differenzialvorrichtungen von Automobilen, verschiedenen Konstruktionsmaschinen usw. verwendet. In dem Fall der Übertragungsvorrichtungen und der Differenzialvorrichtungen wird Schmieröl (Öl) in einem Gehäuse solcher Vorrichtungen gespeichert. Das Schmieröl wird gelegentlich verwendet, um Zahnräder und Lager zu schmieren.
Das Kegelrollenlager beinhaltet einen Innenring, der eine konische innere Laufbahnoberfläche hat, einen Außenring, der eine konische äußere Laufbahnoberfläche hat, eine Vielzahl Kegelrollen und einen ringförmigen Käfig. Die Kegelrollen sind zwischen der inneren Laufbahnoberfläche und der äußeren Laufbahnoberfläche vorgesehen. Der Käfig hält die Vielzahl Kegelrollen. Der Käfig hat eine vorbestimmte Form, welche durch Pressen eines Plattenteils, welches, z.B., aus Stahl hergestellt ist, erhalten wird. In solch einem Kegelrollenlager fließt Schmieröl innerhalb des Lagers von in Axialrichtung einer Seite in Richtung zu der anderen Seite (siehe z.B. japanische Patentanmeldung mit Veröffentlichungsnr. 2004-076766 ( JP 2004-076766 A )).
Das in dem vorstehend beschriebenen Gehäuse gespeicherte Schmieröl beinhaltet eine relativ große Menge Fremdstoffe, wie bspw. Abrasionspuder (Eisenpuder) der Zahnräder. Deshalb dringen die Fremdstoffe zusammen mit dem Schmieröl in das Innere des Kegelrollenlagers ein und die Fremdstoffe werden zwischen dem Innenring oder dem Außenring und den Kegelrollen gefangen. Dies kann ein Abplatzen auf der Laufbahnoberfläche des Innenrings oder des Außenrings, Wälzoberflächen der Kegelrollen usw. verursachen, wodurch die Lebensdauer des Kegelrollenlagers reduziert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kegelrollenlager bereitzustellen, welches fähig ist, das Eindringen von Fremdstoffen in das Innere des Lagers zusammen mit dem Schmieröl zu unterdrücken.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Kegelrollenlager bereit, mit: einem Innenring, der eine konische innere Laufbahnoberfläche hat, welche auf einer Außenumfangsseite des Innenrings vorgesehen ist und sich von in einer Axialrichtung einen Seite in Richtung zu der anderen Seite im Durchmesser erweitert und ein großer Führungsbord, welcher auf der in Axialrichtung anderen Seite vorgesehen ist, um in Radialrichtung in Richtung einer äußeren Seite vorzustehen; einem Außenring, der eine konische äußere Laufbahnoberfläche hat, die auf einer Innenumfangsseite des Außenrings vorgesehen ist und sich von der in Axialrichtung einen Seite in Richtung zu der anderen Seite im Durchmesser erweitert; eine Vielzahl Kegelrollen, die zwischen dem Innenring und dem Außenring vorgesehen sind, um auf der inneren Laufbahnoberfläche und der äußeren Laufbahnoberfläche zu rollen / zu wälzen; und einem ringförmigen Käfig, der die Vielzahl Kegelrollen hält, in denen: der Käfig einen kleinen ringförmigen Abschnitt hat, der auf in Axialrichtung einer Seite der Kegelrollen positioniert ist, einen großen ringförmigen Abschnitt, der in der Axialrichtung auf der anderen Seite der Kegelrollen positioniert ist und eine Vielzahl an Käfigstegen, die den kleinen ringförmigen Abschnitt und den großen ringförmigen Abschnitt miteinander koppeln; und die Käfigstege jeweils einen Käfigsteg-Endabschnitt haben, der zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt und dem großen Führungsbord positioniert ist und der bzgl. großen Endflächen der Kegelrollen in Richtung der in Axialrichtung anderen Seite vorsteht.
Figurenliste
Die vorhergehenden und weiteren Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei gleiche Nummerierungen dazu verwendet werden, gleiche Elemente zu repräsentieren und wobei:

1 eine Schnittansicht ist, welche ein Kegelrollenlager gemäß einer Ausführungsform darstellt;
2 eine perspektivische Ansicht ist, welche das Kegelrollenlager auf der in Axialrichtung anderen Seite darstellt;
3 eine Querschnittsansicht ist, welche einen Abschnitt eines Innenrings und eines Außenrings auf der in Axialrichtung anderen Seite und einen großen ringförmigen Abschnitt eines Käfigs darstellt;
4 eine Schnittansicht ist, welche einen Abschnitt des Innenrings und des Außenrings auf der in Axialrichtung einen Seite und einen kleinen ringförmigen Abschnitt des Käfigs darstellt;
5 eine Schnittansicht des Käfigs ist; und
6 eine Schnittansicht ist, welche eine Form zum Formen des Käfigs darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Kegelrollenlager gemäß einer Ausführungsform darstellt. Ein Kegelrollenlager 10 wird z.B. in Übertragungsvorrichtungen und Differenzialvorrichtungen von Automobilen, verschiedenen Konstruktionsmaschinen usw. verwendet. Das Kegelrollenlager 10 lagert eine Welle 62, die in einem Gehäuse 61 rotiert. Schmieröl (Öl) ist in dem Gehäuse 61 gespeichert. Das Schmieröl wird verwendet, um das Kegelrollenlager 10 zu schmieren. Das Kegelrollenlager 10, welches nachfolgend beschrieben wird, kann für andere Verwendungen bestimmt sein.
Das Kegelrollenlager 10 beinhaltet einen Innenring 2, einen Außenring 3, eine Vielzahl Kegelrollen 4, und einen Kä5. Der Innenring 2, der Außenring 3 und der Kä5 sind ringförmige Teile, welche auf einer gemeinsamen Achse zentriert sind.
Der Innenring 2 ist aus Lagerstahl, Stahl für den Maschinenbau oder ähnliches ausgebildet. Eine innere Laufbahnoberfläche 12, auf der die Vielzahl Kegelrollen 4 rollt / wälzt, ist auf der Außenumfangsseite des Innenrings 2 vorgesehen. Die innere Laufbahnoberfläche 12 hat eine konische Form (Kegelstumpfform), in der sich die innere Laufbahnoberfläche 12 von der in Axialrichtung einen Seite (linke Seite in 1) in Richtung zu der in Axialrichtung anderen Seite (rechte Seite in 1) im Durchmesser erweitert. Der Innenring 2 hat einen vorderen Haltebord (nachfolgend als ein kleiner Bord bezeichnet) 14 und einen hinteren Haltebord (nachfolgend als ein großer Bord bezeichnet) 15. Der kleine Bord 14 ist auf der in Axialrichtung einen Seite der inneren Laufbahnoberfläche 12 vorgesehen und steht in Radialrichtung in Richtung zu der Außenseite vor. Der große Bord 15 ist auf der in Axialrichtung anderen Seite der inneren Laufbahnoberfläche 12 vorgesehen und steht in Radialrichtung in Richtung der Außenseite vor. Der große Bord 15 ist im Außendurchmesser größer als der kleine Bord 14.
Der Außenring 3 ist aus Lagerstahl, Stahl für den Maschinenbau oder ähnliches ausgebildet. Eine äußere Laufbahnoberfläche 13, auf der die Vielzahl Kegelrollen 4 rollt / wälzt, und welche der inneren Laufbahnoberfläche 12 zugewandt ist, ist auf der Innenumfangsseite des Außenrings 3 vorgesehen. Die äußere Laufbahnoberfläche 13 hat eine konische Form (Kegelstumpfform), in der sich die äußere Laufbahnoberfläche 13 von der in Axialrichtung einen Seite in Richtung zu der in Axialrichtung anderen Seite im Durchmesser erweitert.
Die Kegelrollen 4 sind Teile, welche aus Lagerstahl oder ähnlichem ausgebildet sind, und jede hat eine kleine Endfläche 18 mit einem kleinen Durchmesser auf der in Axialrichtung einen Seite und eine große Endfläche 19 mit einem großen Durchmesser auf der in Axialrichtung anderen Seite. Die Kegelrollen 4 sind in einem ringförmigen Raum 7 vorgesehen, welcher zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 ausgebildet ist und können auf der inneren Laufbahnoberfläche 12 und der äußeren Laufbahnoberfläche 13 rollen / wälzen. Die großen Endflächen 19 kontaktieren eine Bordoberfläche (Seitenfläche) 16 des großen Bords 15 des Innenrings 2. Wenn das Kegelrollenlager 10 (in der Ausführungsform, der Innenring 2) rotiert wird, sind die großen Endflächen 19 und die Bordoberfläche 16 in Gleitkontakt miteinander.
Der Kä5 ist zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 zusammen mit der Vielzahl Kegelrollen 4 vorgesehen und hält die Vielzahl Kegelrollen 4. Der Kä5 hat im Gesamten eine ringförmige Form und hat einen kleinen ringförmigen Abschnitt 21, der ringförmig ist, einen großen ringförmigen Abschnitt 22, der ringförmig ist, und eine Vielzahl Käfigstege 23. Der kleine ringförmige Abschnitt 21 ist auf der in Axialrichtung einen Seite der Kegelrollen 4 positioniert und in Radialrichtung auf der Außenseite des kleinen Bords 14 des Innenrings 2 positioniert. Der große ringförmige Abschnitt 22 ist auf der in Axialrichtung anderen Seite der Kegelrollen 4 positioniert und in Radialrichtung auf der Außenseite des großen Bords 15 des Innenrings 2 positioniert. Die Käfigstege 23 verbinden / koppeln den kleinen ringförmigen Abschnitt 21 und den großen ringförmigen Abschnitt 22 miteinander. Der große ringförmige Abschnitt 22 ist im Außendurchmesser größer als der kleine ringförmige Abschnitt 21. In der Ausführungsform ist der große ringförmige Abschnitt 22 auch im Innendurchmesser größer. Die Vielzahl Käfigstege 23 ist in Abständen in Umfangsrichtung vorgesehen. Räume, die zwischen dem kleinen ringförmigen Abschnitt 21 und dem großen ringförmigen Abschnitt 22 und zwischen zwei Käfigstegen 23, die in der Umfangsrichtung benachbart zueinander sind, ausgebildet sind, dienen als Taschen 26, die die Kegelrollen 4 aufnehmen (halten). Der Begriff „Umfangsrichtung“ bezieht sich auf eine Richtung um die Achse des Kegelrollenlagers 10.
Der Kä5 kann mit der inneren Umfangsoberfläche 13a (äußere Laufbahnoberfläche 13) des Außenrings 3 in Gleitkontakt sein. Die Rotation des Käfigs 5 wird durch den Außenring geführt. Das heißt, das Kegelrollenlager 10 gemäß der Ausführungsform ist ein Lager des Außenringführungstyps, in dem der Kä5 durch den Außenring 3 geführt ist. Der Kä5 ist aus einem thermoplastischen Harz (synthetisches Harz) hergestellt und durch Spritzguss ausgebildet.
In dem wie vorstehend beschrieben konfigurierten Kegelrollenlager 10 wird, wenn das Lager (Innenring 2) rotiert wird, eine Pumpenwirkung erzeugt, welche das Schmieröl dazu veranlasst, von der in Axialrichtung einen Seite in Richtung zu der in Axialrichtung anderen Seite zu fließen. Der Mechanismus einer solchen Erzeugung ist der folgende. Schmieröl und Luft, welche in dem ringförmigen Raum 7 vorhanden sind, haben basierend auf einer Zentrifugalkraft aufgrund der Rotation des Lagers, eine Kraftkomponente, die in Radialrichtung in Richtung der Außenseite gerichtet ist. Wie vorstehend beschrieben hat die äußere Laufbahnoberfläche 13 des Außenrings 3 eine konische Form. Folglich fließen Schmieröl und Luft in dem ringförmigen Raum 7 entlang der äußeren Laufbahnoberfläche 13 in Richtung der in Axialrichtung anderen Seite. Wenn diese Strömung erzeugt wird, wird eine Wirkung erzeugt, welche Schmieröl und Luft, die außerhalb des Lagers auf der in Axialrichtung einen Seite vorhanden sind, ansaugt. Folglich wird in dem Kegelrollenlager 10 eine Pumpenwirkung erzeugt, welche das Schmieröl dazu veranlasst, von der in Axialrichtung einen Seite in Richtung zu der in Axialrichtung anderen Seite zu fließen.
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche das Kegelrollenlager 10, das in 1 auf der in Axialrichtung anderen Seite dargestellt ist, und einen Abschnitt zwischen dem großen Bord 15 des Innenrings 2 und dem großen ringförmigen Abschnitt 22 des Käfigs 5 darstellt. Wie in den 1 und 2 dargestellt, haben die Käfigstege 23 des Käfigs 5 jeweils einen Käfigsteg-Körperabschnitt 27, der der äußeren Umfangsoberfläche der Kegelrollen 4 zugewandt ist, und einen Käfigsteg-Endabschnitt 24, der derart vorgesehen ist, um sich von dem Käfigsteg-Körperabschnitt 27 in Richtung der in Axialrichtung anderen Seite zu erstrecken. Der Käfigsteg-Endabschnitt 24 steht bzgl. der großen Endfläche 19 in Richtung der in Axialrichtung anderen Seite der Kegelrolle 4 vor. Das heißt, der Käfigsteg-Endabschnitt 24 ist dazu vorgesehen, sich von dem Käfigsteg-Körperabschnitt 27 aus zu einer Position auf der inneren Umfangsseite des großen ringförmigen Abschnitts 22 zu erstrecken und ist zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt 22 und dem großen Bord 15 positioniert. In 2 ist die Grenze zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt 22 und dem Käfigsteg 23 durch die Strichzweipunkt-Linie angezeigt.
Das Ausmaß des Vorsprungs des Käfigsteg-Endabschnitts 24 in Axialrichtung von der großen Endfläche 19 der Kegelrolle 4 kann klein sein. das Vorsprungsausmaß G (Dimension des Vorsprungs G in der Axialrichtung) kann, z.B., mehr als 0,5 mm und weniger als 1 mm sein.
In dem Kegelrollenlager 10 mit dieser Konfiguration ist ein kleiner Raum 25, der das Schmieröl (Öl) aufnehmen kann, zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt 22 und dem großen Bord 15 und zwischen Käfigsteg-Endabschnitten 24 und 24, die in der Umfangsrichtung benachbart zueinander sind, ausgebildet. Der kleine Raum 25 ist auf der in Axialrichtung anderen Seite von jeder der Vielzahl Kegelrollen 4 ausgebildet. Eine Vielzahl von solchen kleinen Räumen 25 ist entlang der Umfangsrichtung vorhanden. Wenn das Kegelrollenlager 10 rotiert wird und der Kä5 in derselben Richtung rotiert wird, wird Schmieröl in jeder der kleinen Räume 25 auch rotiert und das Schmieröl fließt in Umfangsrichtung zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt 22 und dem großen Bord 25, um einen Ölvorhang auszubilden. Mit dem Ölvorhang ist es möglich, das Eindringen von Fremdstoffen, wie bspw. Abrasionspuder (Eisenpuder), welche auf der in Axialrichtung anderen Seite vorhanden sind, aus einem Raum zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt 22 und dem großen Bord 15 in das Innere des Lagers zu unterdrücken.
In dem Kegelrollenlager 10 (siehe 1), insbesondere, wie vorstehend beschrieben, sind der große Bord 15 (Bordoberfläche 16) und die Kegelrollen 4 (große Endflächen 19) in Gleitkontakt miteinander. Folglich, während das Eindringen von Fremdstoffen, wie bspw. die vorstehend beschriebenen, zwischen dem großen Bord 15 und den Kegelrollen 4 dazu neigt, Schaden zu verursachen, ist es möglich, solchen Schaden durch Unterdrücken des Eindringens von Fremdstoffen unter Verwendung des Ölfilms zu verhindern.
Für die Pumpenwirkung entspricht die in Axialrichtung andere Seite des ringförmigen Raums 7, welcher zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 ausgebildet ist, der Seite des Ausgangs für Schmieröl. Somit, wenn eine Pumpenwirkung erzeugt wird, ist es für Fremdstoffe unwahrscheinlicher, in das Innere des Lagers (ringförmiger Raum 7) von der Außenseite auf der in Axialrichtung anderen Seite einzudringen. Das Kegelrollenlager 10 gemäß der Ausführungsform beinhaltet eine zusätzliche Einheit, die dazu ausgelegt ist, das Eindringen von Fremdstoffen in das Innere des Lagers zu unterdrücken. Solch eine Einheit wird nachfolgend beschrieben.
3 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Abschnitt des Innenrings 2 und des Außenrings 3 auf der in Axialrichtung anderen Seite und den großen ringförmigen Abschnitt 22 des Käfigs 5 darstellt. Der große Bord 15 des Innenrings 2 hat die Bordoberfläche 16, einen konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt (konvex gekrümmter Oberflächenabschnitt auf der Seite großen Durchmessers) 31, der mit der Außenseite in Radialrichtung der Bordoberfläche 16 kontinuierlich ausgebildet ist, und eine äußere Umfangsoberfläche 32 des großen Bords 15, welche mit dem konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt 31 verbunden ist. Im Gegensatz hierzu hat der Käfigsteg-Endabschnitt 24 des Käfigstegs 23 des Käfigs 5 eine zugewandte Oberfläche (zugewandte Oberfläche großen Durchmessers) 39, welche in Radialrichtung auf der Innenseite des Käfigsteg-Endabschnitts 24 vorgesehen ist, um dem konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt 31 und einem Teil der äußeren Umfangsoberfläche 32 zugewandt zu sein. Die zugewandte Oberfläche 39 hat eine geneigte Oberfläche (Kegelstumpfoberfläche) 38, welche dem konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt 31 zugewandt ist. Ein erster winziger Spalt e1 ist zwischen dem konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt 31 und der geneigten Oberfläche 38 ausgebildet. Die zugewandte Oberfläche 39 hat eine zylindrische Oberfläche 37, die mit der geneigten Oberfläche 38 in einem Biegewinkel verbunden ist und die einem Teil der äußeren Umfangsoberfläche 32 des großen Bords 15 zugewandt ist. Ein zweiter winziger Spalt e2 ist zwischen der zylindrischen Oberfläche 37 und einem Teil der äußeren Umfangsoberfläche 32 ausgebildet.
Entweder kann der erste winzige Spalt e1 oder der zweite winzige Spalt e2 schmaler ausgebildet sein. In der Ausführungsform ist der erste winzige Spalt e1 schmaler als der zweite winzige Spalt e2 und der erste winzige Spalt e1 ist festgelegt, kleiner als 0,25 mm zu sein. Die Dimension (kleiner als 0,25 mm) des winzigen Spalts e1 gibt die minimale Dimension des Spalts zwischen dem konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt 31 und der geneigten Oberfläche 38 an. Die winzigen Spalte e1 und e2 bilden einen gebogenen Labyrinthspalt aus.
Auf diese Weise sind winzige Spalte (e1 und e2) zwischen dem Käfigsteg-Endabschnitt 24 des Käfigs 5 und dem großen Bord 15 des Innenrings 2 auf der in Axialrichtung anderen Seite des Kegelrollenlagers 10 ausgebildet. Folglich, selbst wenn Fremdstoffe, die in dem Schmieröl enthalten sind, das in dem kleinen Raum 25 vorhanden ist (siehe 2), kann das Eindringen solcher Fremdstoffe aus einem Raum zwischen dem Käfigsteg-Endabschnitt 24 und dem großen Bord 15 unterdrückt werden.
In 3, ist auf der in Axialrichtung einen Seite (linke Seite in 3) einer äußeren Umfangsoberfläche 22a des großen ringförmigen Abschnitts 22 der inneren Umfangsoberfläche 13a des Außenrings 3 zugewandt. Ein dritter winziger Spalt e3 ist zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt 22 und dem Außenring 3 ausgebildet. Der winzige Spalt e3 ist festgelegt, z.B., weniger als 0,5 mm zu betragen. Die Dimension (weniger als 0,5 mm) des winzigen Spalts e3 gibt die minimale Dimension des Spalts zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt 22 und dem Außenring 3 an. Mit dem winzigen Spalt e3 kann auch das Eindringen von Fremdstoffen aus einem Raum zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt 22 und dem Außenring 3 unterdrückt werden.
4 ist eine Schnittansicht, welche einen Abschnitt des Innenrings 2 und des Außenrings 3 auf der in Axialrichtung einen Seite und den kleinen ringförmigen Abschnitt 21 des Käfigs 5 darstellt. Der kleine Bord 14 des Innenrings 2 hat eine Seitenoberfläche 59 auf der in Axialrichtung einen Seite, einen konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt (konvex gekrümmter Oberflächenabschnitt auf der Seite kleinen Durchmessers) 41, der mit der Außenseite in Radialrichtung der Seitenoberfläche 59 kontinuierlich ist und eine äußere Umfangsoberfläche 42 des kleinen Bords 14, welche mit dem konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt 41 verbunden ist. Im Gegensatz hierzu hat der kleine ringförmige Abschnitt 21 des Käfigs 5 eine zugewandte Oberfläche (zugewandte Oberfläche kleinen Durchmessers) 49, welche in Radialrichtung auf der Innenseite des kleinen ringförmigen Abschnitts 21 vorgesehen ist, um dem konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt 41 und der äußeren Umfangsoberfläche 42 zugewandt zu sein. Die zugewandte Oberfläche 49 hat eine geneigte Oberfläche (Kegelstumpfoberfläche) 48, die dem konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt 41 zugewandt ist. Ein vierter winziger Spalt e4 ist zwischen dem konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt 41 und der geneigten Oberfläche 48 ausgebildet. Die zugewandte Oberfläche 49 hat eine zylindrische Oberfläche 47, die mit der geneigten Oberfläche 48 mit einem Biegewinkel verbunden ist und die der äußeren Umfangsoberfläche 42 des kleinen Bords 14 zugewandt ist. Ein fünfter winziger Spalt e5 ist zwischen der zylindrischen Oberfläche 47 und der äußeren Umfangsoberfläche 42 ausgebildet. Entweder kann der vierte winzige Spalt e4 oder der fünfte winzige Spalt e5 schmaler sein. Die winzigen Spalte e4 und e5 sind festgelegt, weniger als 0,2 mm zu sein. Die Dimension (weniger als 0,2 mm) der winzigen Spalte e4 und e5 geben die minimale Dimension des Spalts zwischen den zwei Oberflächen an. Die winzigen Spalte e4 und e5 bilden einen gebogenen Labyrinthspalt aus.
In 4 ist eine äußere Umfangsoberfläche 21a des kleinen ringförmigen Abschnitts 21 des Käfigs 5 der inneren Umfangsoberfläche 13a des Außenrings 3 zugewandt. Ein sechster winziger Spalt e6 ist zwischen dem kleinen ringförmigen Abschnitt 21 und dem Außenring 3 ausgebildet. Der winzige Spalt e6 ist festgelegt, z.B., weniger als 0,5 mm zu sein. Die Dimension (weniger als 0,5 mm) des winzigen Spalts e6 gibt die minimale Dimension des Spalts zwischen dem kleinen ringförmigen Abschnitt 21 und dem Außenring 3 an.
Auf diese Weise sind die winzigen Spalte e4 und e5 zwischen dem Innenring 2 und dem kleinen ringförmigen Abschnitt 21 des Käfigs 5 ausgebildet und der winzige Spalt e6 ist zwischen dem Außenring 3 und dem kleinen ringförmigen Abschnitt 21 ausgebildet. Folglich ist es möglich, einen Raum auf der in Axialrichtung einen Seite des ringförmigen Raums 7, welcher zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 ausgebildet ist, mit dem kleinen ringförmigen Abschnitt 21 zu blockieren (trotz des Vorhandenseins der winzigen Spalte e4, e5 und e6). Folglich kann das Eindringen von Fremdstoffen, welche außerhalb auf der in Axialrichtung einen Seite vorhanden sind, zusammen mit dem Schmieröl in das Innere des Lagers unterdrückt werden, selbst wenn die vorstehend beschriebene Pumpenwirkung erzeugt wird.
In 4 hat der kleine ringförmige Abschnitt 21 des Käfigs 5 einen Innenumfangsseitenabschnitt 51 auf der Innenseite in Radialrichtung und einen Außenumfangsseitenabschnitt 52 auf der Außenseite in Radialrichtung. Ein Innenumfangsende 54 auf einer Seitenoberfläche 53 auf der in Axialrichtung einen Seite des Innenumfangsseitenabschnitts 51 hat eine kantige Form und ist bzgl. der Seitenoberfläche 59 auf der in Axialrichtung einen Seite des Innenrings 2 auf der in Axialrichtung anderen Seite (Seite des ringförmigen Raums 7) versetzt positioniert. In dem Fall, in dem die Seitenoberfläche 59 des Innenrings 2 als eine Referenz verwendet wird, ist ein axialer Abstand B von der Seitenoberfläche 59 zu der Seitenoberfläche 53 (Innenumfangsende 54) des Innenumfangsseitenabschnitts 51 auf einen positiven Wert festgelegt. In der Ausführungsform ist der axiale Abstand B auf 0,2 mm festgelegt. In 4 ist die Seitenoberfläche 53 (Innenumfangsende 54) des Innenumfangsseitenabschnitts 51 bzgl. der Seitenoberfläche 59 des Innenrings 2 auf der in Axialrichtung anderen Seite positioniert. Jedoch können die Seitenoberflächen 53 und 59 in Axialrichtung an derselben Position sein. Das heißt, der axiale Abstand B kann auf null oder mehr, vorzugsweise null oder mehr und weniger als 0,2 mm, festgelegt sein.
Mit dieser Konfiguration kann ein Eindringen von Schmieröl aus einem Raum zwischen dem Innenring 2 (kleinen Bord 14) und dem kleinen ringförmigen Abschnitt 21 des Käfigs 5 wirksam unterdrückt werden. Das heißt, wenn das Kegelrollenlager 10 (Innenring 2) rotiert wird, fließt Schmieröl, welches auf der in Axialrichtung einen Seite des Innenrings 2 vorhanden ist, aufgrund einer Zentrifugalkraft in Radialrichtung in Richtung zu der Außenseite und fließt entlang der Seitenoberfläche 59 des Innenrings 2. Wie vorstehend beschrieben, ist der axiale Abstand B auf einen positiven Wert (oder null) festgelegt und der Innenumfangsseitenabschnitt 51 des kleinen ringförmigen Abschnitts 21 steht von der Seitenoberfläche 59 des Innenrings 2 nicht in Richtung zu der in Axialrichtung einen Seite vor. Deshalb kann Schmieröl, welches in Radialrichtung in Richtung der Außenseite entlang der Seitenoberfläche 59 des Innenrings 2 geflossen ist, sanft entlang der Seitenoberfläche 53 des kleinen ringförmigen Abschnitts 21 fließen, nachdem es von einer Endkante 59a der Seitenoberfläche 59 weggeflossen ist. Wenn der Innenumfangsseitenabschnitt 51 (Innenumfangsende 54) des kleinen ringförmigen Abschnitts 21, der in Richtung der in Axialrichtung einen Seite von der Seitenoberfläche 59 des Innenrings 2 vorsteht, würde Schmieröl, welches entlang der Seitenoberfläche 59 des Innenrings 2 geflossen ist, mit der Innenumfangsoberfläche des Innenumfangsseitenabschnitts 51 kollidieren und einfach aus einem Raum zwischen dem Innenring 2 (kleiner Bord 14) und dem kleinen ringförmigen Abschnitt 21 in das Lager eindringen, nachdem es von der Endkante 59a weggeflossen ist. Mit der Ausführungsform jedoch, kann ein solches Eindringen verhindert werden und, selbst wenn Fremdstoffe in dem Schmieröl enthalten sind, kann das Eindringen solcher Fremdstoffe in das Innere des Lagers verhindert werden.
Wie vorstehend beschrieben, fließt Schmieröl, welches entlang der Seitenoberfläche 59 des Innenrings 2 geflossen ist und ferner entlang der Seitenoberfläche 53 des Innenumfangsseitenabschnitts 51 des kleinen ringförmigen Abschnitts 21 geflossen ist, entlang einer Seitenoberfläche 55 des Außenumfangsseitenabschnitts 52 des kleinen ringförmigen Abschnitts 21. Die Seitenoberfläche 55 ist eine sich im Durchmesser erweiternde Oberfläche, deren Durchmesser in Richtung zu der in Axialrichtung einen Seite hin erweitert ist. Ein Außenumfangsende 56 der Seitenoberfläche 55 hat eine kantige Form und ist bzgl. einer Seitenoberfläche 58 auf der in Axialrichtung einen Seite des Außenrings 3 auf der in Axialrichtung einen Seite versetzt positioniert. Wenn Schmieröl, welches entlang der Seitenoberfläche 55 des kleinen ringförmigen Abschnitts 21 geflossen ist, von dem Außenumfangsende 56 weg fließt, fließt deshalb das Schmieröl in der Richtung weg von dem Außenring 3. Demzufolge ist es für das Schmieröl, welches von dem Außenumfangsende 56 weggeflossen ist und in dem Schmieröl enthaltene Fremdstoffe nicht einfach, in einen Raum zwischen dem Außenring 3 und dem kleinen ringförmigen Abschnitt 21 einzudringen.
Mit dem Kegelrollenlager 10, wie vorstehend konfiguriert, ist es für Fremdstoffe, wie bspw. Metallpuder, nicht einfach zusammen mit Schmieröl, welches auf der Außenseite auf der in Axialrichtung einen Seite und der Außenseite auf der in Axialrichtung anderen Seite vorhanden ist, in das Innere des Lagers (ringförmiger Raum 7) einzudringen, in dem die Kegelrollen 4 vorhanden sind. Deshalb können Fremdstoffe daran gehindert werden, zwischen dem Innenring 2 oder dem Außenring 3 an den Kegelrollen 4 gefangen zu werden, was die Lebensdauer des Kegelrollenlagers 10 verbessert.
Die Herstellung des Käfigs 5 wird beschrieben. 5 ist eine Schnittansicht des Käfigs 5. Wie vorstehend beschrieben, ist der Kä5 gemäß der Ausführungsform aus einem thermoplastischen Harz und durch Spritzguss hergestellt. Nur geteilte Formen 65 und 66 (siehe 6), welche in Axialrichtung voneinander trennbar sind, werden als eine Form für den Spritzguss verwendet. Deshalb ist in dem Kä5, wie in 5 dargestellt, ein minimaler Innendurchmesser D1 des großen ringförmigen Abschnitts 22 größer als ein maximaler Außendurchmesser D2 des kleinen ringförmigen Abschnitts 21 (D1 >D2). Mit dieser Konfiguration wird das Herauslösen des Käfigs 5, welcher durch Spritzguss aus der Form hergestellt wurde (geteilte Formen 65 und 66) vereinfacht, wodurch es für die Massenproduktion des Käfigs 5 geeignet ist. In dem Fall ungleich der in 5 dargestellten Ausführungsform, in dem der minimale Innendurchmesser D1 des großen ringförmigen Abschnitts 22 kleiner ist als der maximale Außendurchmesser D2 des kleinen ringförmigen Abschnitts 21 (D1<D2), obwohl nicht dargestellt, können die getrennten Formen, die in Axialrichtung trennbar sind, nicht angepasst werden. Deshalb ist ferner eine in Radialrichtung bewegbare Teilform notwendig, um die Taschen 26 zum Aufnehmen der Kegelrollen auszubilden, welches die Formkonfiguration verkompliziert.
Die vorstehend offenbarte Ausführungsform ist in jeder Hinsicht beispielhaft und nicht beschränkend. Das heißt, das Kegelrollenlager gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt und kann in anderen Ausführungsformen vorhanden sein, ohne von dem Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In der Ausführungsform wird das Kegelrollenlager 10 als in einer Energieübertragungsvorrichtung für Übertragungsvorrichtungen etc. verwendet beschrieben. Jedoch kann das Kegelrollenlager 10 in anderen rotierenden Maschinen verwendet werden.
Wenn das Kegelrollenlager 10 gemäß der vorliegenden Erfindung rotiert wird, wird ein Ölvorhang mit Schmieröl ausgebildet, welches in der Umfangsrichtung zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt des Käfigs und dem großen Bord des Innenrings fließt. Es ist für den Ölvorhang möglich, das Eindringen von Fremdstoffen aus einem Raum zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt und dem großen Bord in das Innere des Lagers zu unterdrücken. Demzufolge können Fremdstoffe daran gehindert werden, zwischen dem Innenring und dem Außenring und den Kegelrollen gefangen zu werden, was die Lebensdauer des Kegelrollenlagers verbessert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004076766 [0003]
JP 2004076766 A [0003]

Claims

Kegelrollenlager, mit: einem Innenring, der eine konische innere Laufbahnoberfläche hat, welche auf einer Außenumfangsseite des Innenrings vorgesehen ist und sich von einer in Axialrichtung einen Seite aus in Richtung zu der anderen Seite im Durchmesser erweitert und einen großen Bord hat, der auf der in Axialrichtung anderen Seite vorgesehen ist, um in Radialrichtung in Richtung einer Außenseite vorzustehen; einem Außenring, der eine konische äußere Laufbahnoberfläche hat, die auf einer Innenumfangsseite des Außenrings vorgesehen ist und sich von der in Axialrichtung einen Seite aus in Richtung zu der anderen Seite im Durchmesser erweitert; einer Vielzahl Kegelrollen, die zwischen dem Innenring und dem Außenring vorgesehen ist, um auf der inneren Laufbahnoberfläche und der äußeren Laufbahnoberfläche zu wälzen; und einem ringförmigen Käfig, der die Vielzahl Kegelrollen hält, wobei: der Käfig einen kleinen ringförmigen Abschnitt, der auf der in Axialrichtung einen Seite der Kegelrollen positioniert ist, einen großen ringförmigen Abschnitt, der auf der in Axialrichtung anderen Seite der Kegelrollen positioniert ist, und eine Vielzahl Käfigstege hat, die den kleinen ringförmigen Abschnitt und den großen ringförmigen Abschnitt miteinander koppeln; und die Käfigstege jeweils einen Käfigsteg-Endabschnitt haben, der zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt und dem großen Bord positioniert ist und bzgl. der großen Endflächen der Kegelrollen in Richtung der in Axialrichtung anderen Seite vorsteht.
Kegelrollenlager gemäß Anspruch 1, wobei ein winziger Spalt zwischen dem Käfigsteg-Endabschnitt und dem großen Bord ausgebildet ist.
Kegelrollenlager gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein winziger Spalt zwischen dem großen ringförmigen Abschnitt und dem Außenring ausgebildet ist.
Kegelrollenlager gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein winziger Spalt zwischen sowohl dem Innenring als auch dem Außenring und dem kleinen ringförmigen Abschnitt ausgebildet ist.
Kegelrollenlager gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Käfig aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist und ein minimaler Innendurchmesser des großen ringförmigen Abschnitts größer als ein maximaler Außendurchmesser des kleinen ringförmigen Abschnitts ist.