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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wälzlager.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Wälzlager, die dazu konfiguriert sind Rotationswellen von verschiedenen Maschinenarten zu stützen, müssen so zuverlässig sein, dass ein Festfressen nicht auftritt. Dafür wird weithin eine Fettschmierung mit hoher Schmierleistung verwendet (siehe beispielsweise
JP 2016-23647 A ). Die Verwendung der Fettschmierung ist für Wälzlager vorgesehen, die in einer Umgebung verwendet werden, die eine Hochgeschwindigkeitsrotation umfasst.
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5 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Wälzlagers aus dem Stand der Technik darstellt. In dem Falle einer Fettschmierung sind Dichtungen 97 und 98, die als Dichtungsvorrichtungen dienen, an beiden Axialseiten eines ringförmigen Raums 94 vorgesehen, der zwischen einem Innenring 91 und einem Außenring 92 ausgebildet ist. Um eine Hochgeschwindigkeitsrotation zu erzielen, sind die Dichtungen 97 und 98 Labyrinthdichtungen (Nicht-Kontaktdichtungen). Das heißt, dass die Labyrinthzwischenräume 97a und 98a zwischen dem Innenring 91 und den Dichtungen 97 und 98 ausgebildet sind und dadurch die Leckage verhindern.
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Ein Kä96, der in 5 dargestellt ist, ist ein sogenannter Maschinenkäfig, der einen ersten ringförmigen Abschnitt 96a, einen zweiten ringförmigen Abschnitt 96b und eine Vielzahl an Käfigstäben 96c hat. Der erste ringförmige Abschnitt 96a befindet sich auf einer Axialseite der Kugeln 93. Der zweite ringförmige Abschnitt 96b befindet sich auf der anderen Axialseite der Kugeln 93. Die Käfigstäbe 96c koppeln die ringförmigen Abschnitte 96a und 96b aneinander. Der Maschinenkä96 ist herausragend in seiner Rotationsstabilität und wird häufig für Wälzlager bei Hochgeschwindigkeitsrotationsanwendungen verwendet.
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Das Wälzlager, das in 5 dargestellt ist, ist ein eckiges Kontaktkugellager 90. Die Kugeln 93 stehen mit dem Innenring 91 und dem Außenring 92 in vorbestimmten Winkeln (Kontaktwinkeln) in Kontakt. In dem Falle des eckigen Kontaktkugellagers 90 ist ein Schulterdurchmesser D2 des Innenrings 91 auf der anderen Axialseite (rechte Seite in 5) größer als ein Schulterdurchmesser D1 des Innenrings 91 auf der einen Axialseite (linke Seite in 5) (D1 < D2). Wenn das eckige Kontaktkugellager 90 (Innenring 91) rotiert, verursacht daher eine Zentrifugalkraft einen Vorgang, der das Fett im ringförmigen Raum 94 von der einen Axialseite auf die andere Axialseite drängt (von der linken Seite zur rechten Seite in 5). Dieser Vorgang intensiviert sich insbesondere, wenn das Lager bei einer hohen Geschwindigkeit rotiert. Somit konzentriert sich das Fett aus dem ringförmigen Raum 94 in einem Raum 95 auf der anderen Axialseite und verursacht dadurch ein Ungleichgewicht beim Fett.
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Wenn sich das Fett im Raum 95 auf der anderen Axialseite konzentriert, wird das Fett durch den zweiten ringförmigen Abschnitt 96b des Rotationskä96 bewegt. Aufgrund des Einflusses der Bewegung ist es wahrscheinlich, dass das Fett durch die Labyrinthzwischenräume 98a dringt und dadurch ein Problem der Fettleckage versursacht. Die Leckage von Fett führt zu einer unzureichenden Schmierung, was Probleme, wie zum Beispiel Festfressen, eine Temperaturerhöhung und Abrieb, verursachen kann. Das Fett, das sich im Raum 95 konzentriert, wird durch den zweiten ringförmigen Abschnitt 96b bewegt und abgeschert und die Lebensdauer des Fetts kann verringert werden.
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Der Vorgang, der aufgrund der Rotation des Lagers das Fett von der einen Axialseite zur anderen Axialseite drängt, kann auch durch andere Faktoren als die Struktur verursacht werden, bei der die Schulterdurchmesser D1 und D2 des Innenrings 91 verschieden voneinander sind. Auch wenn die Darstellung entfällt, kann der Vorgang, der das Fett von der einen Axialseite zur anderen Axialseite drängt, beispielsweise verursacht werden, wenn ein Schulterdurchmesser des Außenrings auf der anderen Axialseite größer ist als ein Schulterdurchmesser des Außenrings auf der einen Axialseite, oder wenn die Wälzelemente (Kugeln) von der Rotation des Lagers mitgerissen werden. Selbst wenn die Dichtungsvorrichtung keine Labyrinthdichtung, sondern eine Kontaktdichtung ist, tritt das Problem der Leckage des Fetts zur Außenseite des Lagers auf.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Fettleckage aus einer Dichtungsvorrichtung an der anderen Axialseite in einem Wälzlager zu unterdrücken, indem ein Vorgang, der das Fett von der einen Axialseite auf die andere Axialseite drängt, in einem ringförmigen Raum auftritt, der zwischen einem Innenring und einem Außenring ausgebildet ist.
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Ein Wälzlager gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat die folgenden Merkmale in seiner Struktur. Das heißt, dass das Wälzlager einen Innenring, einen Außenring, eine Vielzahl an Wälzelementen, einen Käfig und Dichtungsvorrichtungen aufweist. Die Wälzelemente sind zwischen dem Innenring und dem Außenring vorgesehen. Der Käfig ist dazu konfiguriert, die Wälzelemente festzuhalten. Die Dichtungsvorrichtungen sind an der einen Axialseite und der anderen Axialseite eines ringförmigen Raums vorgesehen, der zwischen dem Innenring und dem Außenring ausgebildet ist. Ein Vorgang, der das Fett von der einen Axialseite zur anderen Axialseite drängt, tritt in dem ringförmigen Raum auf. Der Käfig weist einen ringförmigen Körper und eine Vielzahl an Käfigzacken auf. Der ringförmige Körper ist auf der einen Axialseite vorgesehen. Die Käfigzacken sind so vorgesehen, dass sie sich von dem ringförmigen Körper zur anderen Axialseite erstrecken. Die Käfigzacken, die die Wälzkörper aufnehmen, sind jeweils auf der anderen Axialseite des ringförmigen Körpers und zwischen den Käfigzacken ausgebildet, die in einer Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Die Käfigzacken sind zur anderen Axialseite hin geöffnet.
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Figurenliste
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Die vorangegangenen und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, wobei dieselben Bezugszeichen verwendet werden, um dieselben Elemente darzustellen, und wobei:
- 1 eine Schnittansicht ist, die ein Wälzlager gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 2 eine Perspektivansicht ist, die einen Teil eines Käfigs darstellt;
- 3 eine Schnittansicht ist, die einen ersten Lippenabschnitt und dessen Umfang darstellt;
- 4 einen Schnittansicht ist, die einen zweiten Lippenabschnitt und dessen Umfang darstellt; und
- 5 eine Schnittansicht ist, die ein Beispiel eines Wälzlagers aus dem Stand der Technik darstellt.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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1 ist eine Schnittansicht, die ein Wälzlager gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Dieses Wälzlager ist ein eckiges Kontaktkugellager 1, welches einen Außenring 2, einen Innenring 3, eine Vielzahl an Kugeln (Wälzkörpern) 4, einen ringförmigen Kä5, eine erste Dichtungsvorrichtung 6 und eine zweite Dichtungsvorrichtung 7 aufweist. Ein ringförmiger Raum S, der zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 3 ausgebildet ist, ist mit Fett gefüllt. Das heißt, dass die Fettschmierung im eckigen Kontaktkugellager 1 verwendet wird. Das eckige Kontaktkugellager 1 dieser Ausführungsform wird unter einer Bedingung verwendet, die die Hochgeschwindigkeitsrotation umfasst. Insbesondere wird das eckige Kontaktkugellager 1 in einer Umgebung verwendet, die eine Hochgeschwindigkeitsrotation mit einem dmn Wert von 1 000 000 oder mehr und 2 000 000 oder weniger umfasst. Das eckige Kontaktkugellager 1 wird unter einer Hochtemperaturatmosphäre verwendet, bei der die maximale Temperatur zwischen 100° und 150° C liegt. In der folgenden Beschreibung werden die Ausdrücke „die eine Axialseite“ und „die andere Axialseite“ verwendet, um die Positionen in einer Axialrichtung anzuzeigen. Eine Axialseite ist eine linke Seite in 1 und die andere Axialseite ist eine rechte Seite in 1.
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Eine Außenringlaufbahnnut 20 ist auf der Innenumfangsfläche des Außenrings 2 ausgebildet. Die Kugeln 4 rollen entlang der Außenringlaufbahnnut 20. Die Kugeln 4 stehen mit der Außenringlaufbahnnut 20 in einem vorbestimmten Kontaktwinkel in Kontakt. Der Außenring 2 hat jenseits der Außenringlaufbahn 20 auf beiden Axialseiten einen ersten Schulterabschnitt 21 und einen zweiten Schulterabschnitt 22. In dieser Ausführungsform ist ein Bohrungsdurchmesser (Schulterdurchmesser) des zweiten Außenschulterabschnitts 22 größer als ein Bohrungsdurchmesser (Schulterdurchmesser) des ersten Außenschulterabschnitts 21. Eine erste Nut 24 zur Fixierung der ersten Dichtungsvorrichtung 6 ist an dem einen Axialende des ersten Außenschulterabschnitts 21 ausgebildet. Eine zweite Nut 25 zur Fixierung der zweiten Dichtungsvorrichtung 7 ist an dem anderen Axialende des zweiten Außenschulterabschnitts 22 ausgebildet. Die Innenumfangsfläche des Außenrings 2 hat eine Form, bei der sich der Bohrungsdurchmesser insgesamt von der einen Axialseite zur anderen Axialseite vergrößert (abgesehen von den Flächen, bei denen die ersten Nut 24 und die zweite Nut 25 ausgebildet sind). Der erste Außenschulterabschnitt 21, der neben der ersten Nut 24 ist, hat den kleinsten Durchmesser und der zweite Außenschulterabschnitt 22, der neben der zweiten Nut 25 liegt, hat den größten Durchmesser.
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Eine Innenringlaufbahnnut 30 ist auf der Außenumfangsfläche des Innenrings 3 ausgebildet. Die Kugeln rollen entlang der Innenringlaufbahnnut 30. Die Kugeln 4 stehen mit der Innenringlaufbahnnut 30 in einem vorbestimmten Kontaktwinkel in Kontakt. Der Innenring 3 hat jenseits der Innenringlaufbahnnut 3 auf beiden Axialseiten einen ersten Innenschulterabschnitt 31 und einen zweiten Innenschulterabschnitt 32. In dieser Ausführungsform ist ein Außenseitendurchmesser (Schulterdurchmesser) des zweiten Innenschulterabschnitts 32 größer als ein Außenseitendurchmesser (Schulterdurchmesser) des ersten Schulterabschnitts 31. Eine erste Dichtungsnut 34 ist an dem einen Axialende des ersten Innenschulterabschnitts 31 ausgebildet. Eine zweite Dichtungsnut 35 ist an dem anderen Axialende des zweiten Innenschulterabschnitts 32 ausgebildet. Die Außenumfangsfläche des Innenrings 3 hat eine Form, bei der sich der Außenseitendurchmesser von der einen Axialseite zur anderen Axialseite insgesamt vergrößert (abgesehen von den Flächen, an denen die Dichtungsnuten 34 und 35 ausgebildet sind). Der erste Innenschulterabschnitt 31, der neben der ersten Dichtungsnut 34 liegt, hat den kleinsten Durchmesser. Der zweite Innenschulterabschnitt 32, der neben der zweiten Dichtungsnut 35 liegt, hat den größten Durchmesser. Wie bei dem Fall des Außenrings 2 dieser Ausführungsform wird ein Außenring, bei dem die Schulterdurchmesser auf der einen Axialseite und der anderen Axialseite verschieden voneinander sind, nachstehend als ein Senkaußenring bezeichnet. Wie in dem Falle des Innenrings 3 dieser Ausführungsform wird ein Innenring, bei dem die Schulterdurchmesser auf der einen Axialseite und der anderen Axialseite verschieden voneinander sind, nachstehend als ein gestufter Innenring bezeichnet.
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Die Kugeln 4 sind in dem ringförmigen Raum S zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 3 vorgesehen. Wenn das eckige Kontaktkugellager 1 rotiert (wenn in dieser Ausführungsform der Innenring 3 rotiert), rollen die Kugeln 4 entlang der Außenringlaufbahnnut 20 und der Innenringlaufbahnnut 30, während sie durch den Kä5 festgehalten werden.
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2 ist eine Perspektivansicht, die einen Teil des Kä5 darstellt. In 1 und 2 kann der Kä5 die Kugeln 4 in vorbestimmten Abständen (regulären Abständen) entlang einer Umfangsrichtung festhalten. Dafür hat der Kä5 eine Vielzahl an Käfigtaschen 10, die entlang der Umfangsrichtung ausgebildet sind. Die Käfigtaschen 10 nehmen die Kugeln 4 auf. Der Kä5 hat einen ringförmigen Körper (ringförmigen Abschnitt) 11 und eine Vielzahl an Käfigzacken (Käfigstäben) 13. Der ringförmige Körper 11 ist auf der einen Axialseite der Kugeln 4 vorgesehen. Die Käfigzacken 13 sind vorgesehen, um sich vom ringförmigen Körper 11 zur anderen Axialseite zu erstrecken. Die Käfigtasche 10, die die Kugel 4 aufnimmt, ist auf der anderen Axialseite des ringförmigen Körpers 11 und zwischen den Käfigzacken 13 und 13 ausgebildet, die in der Umfangsrichtung nebeneinanderliegen. Das heißt, dass der Kä5 ein sogenannter Einrastkäfig ist und die Käfigtasche 10 zur anderen Axialseite geöffnet ist. Der Kä5 dieser Ausführungsform ist aus einem Harz ausgebildet, wie beispielsweise einem Polyetheretherketon (PEEK), Polyamid (PA) 46 oder Polyphenylensulfid (PPS).
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In 1 befindet sich das Außenaxialende 14 der Käfigzacke 13 mit Bezug auf die andere Axialendposition 27 der Kugel 4 auf der einen Axialseite und die Käfigzacke 13 ist in Axialrichtung kurz. Ein Teil des Kä5 an einer Außenumfangsseite ist konfiguriert, um mit einem Teil des Außenrings 2 an einer Innenumfangsseite in Kontakt zu kommen. Der Kä5 dieser Ausführungsform ist ein Außenringleitkäfig, der in einer Radialrichtung durch den Außenring 2 positioniert ist. Das heißt, dass, wenn das Lager rotiert, die Außenumfangsfläche des ringförmigen Körpers 11 in einen Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche des ersten Außenschulterabschnitts 21 gebracht werden kann. Eine Fase 17 ist an einer Axialseite und an der Innenringseite des ringförmigen Körpers 11 vorgesehen.
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Die erste Dichtungsvorrichtung 6 weist einen ringförmigen Kern 41 und einen Dichtkörper 42 auf. Der Dichtkörper 42 ist am Kern 41 fixiert. Der Kern 41 ist aus Metall ausgebildet und der Dichtkörper 42 ist aus einem Gummi ausgebildet. Der Dichtkörper 42 hat ein radiales Außeneck 43 und einen Lippenabschnitt (ersten Lippenabschnitt) 44. Das radiale Außeneck 43 ist an der ersten Nut 24 angebracht. Der Lippenabschnitt 44 ist der Dichtungsnut 34 mit einem Zwischenraum zugewandt. Durch das Anpassen und das Fixieren des radialen Außenecks 43 an der ersten Nut 24 wird die erste Dichtungsvorrichtung 6 am Außenring 2 angebracht. Der Kern 41 und das radiale Außeneck 43 bilden einen Befestigungsabschnitt 40 aus, der am Außenring 2 angebracht ist. Der erste Lippenabschnitt 44 ragt von dem einen radialen Inneneck des Befestigungsabschnitts 40 in Richtung der Kugeln 4. Ein kleiner Zwischenraum ist zwischen dem ersten Lippenabschnitt 44 und der Dichtungsnut 34 ausgebildet. Dieser Zwischenraum dient als ein erster Labyrinthzwischenraum 45. Mit der oben beschriebenen Struktur ist die erste Dichtungsvorrichtung 6 eine Labyrinthdichtung (Nicht-Kontaktdichtung).
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3 ist eine Schnittansicht, die den ersten Lippenabschnitt 44 und dessen Umfang darstellt. Ein Zugang 45a des ersten Labyrinthzwischenraums 45 ist zwischen einem Ende 44c des ersten Lippenabschnitts 44 auf der Seite der Kugel 4 und dem ersten Innenschulterabschnitt 31 ausgebildet. Der Zugang 45a ist eng, sodass er den Durchgang des Fettes unterdrückt. In dieser Ausführungsform ist die andere Axialposition des Zugangs 45a als eine Dichtposition der ersten Dichtungsvorrichtung 6 definiert. Eine Axialabmessung zwischen der Dichtungsposition an der Seite des ersten Lippenabschnitts 44 (andere Axialposition des Zugangs 45a) und dem Befestigungsabschnitt 40 (andere Axialposition der Ecken des Kerns 41 und des ersten Lippenabschnitts 44) wird durch „D“ dargestellt.
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In 1 weist die zweite Dichtungsvorrichtung 7 einen ringförmigen Kern 51 und einen Dichtkörper 52 auf. Der Dichtkörper 52 ist am Kern 51 fixiert. Der Kern 51 ist aus Metall ausgebildet und der Dichtkörper 52 ist aus einem Gummi ausgebildet. Der Dichtkörper 52 hat ein radiales Außeneck 53 und einen Lippenabschnitt (zweiter Lippenabschnitt) 54. Das radiale Außeneck 53 ist an der zweiten Nut 25 angebracht. Der Lippenabschnitt 54 ist der Dichtungsnut 35 mit einem Zwischenraum zugewandt. Durch das Anpassen und die Fixierung des radialen Außenecks 53 an die zweite Nut 25 wird die zweite Dichtungsvorrichtung 7 am Außenring 2 angebracht. Der Kern 51 und das radiale Außeneck 53 bilden einen Befestigungsabschnitt 50, der am Außenring 2 angebracht wird. Der zweite Lippenabschnitt 54 ragt von einem radialen Inneneck des Befestigungsabschnitts 50 in Richtung der Kugeln 4. Ein geringer Zwischenraum ist zwischen dem zweiten Lippenabschnitt 54 und der Dichtungsnut 35 ausgebildet. Dieser Zwischenraum dient als ein zweiter Labyrinthzwischenraum 55. Mit der oben beschriebenen Struktur ist die zweite Dichtungsvorrichtung 7 eine Labyrinthdichtung (Nicht-Kontaktdichtung).
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4 ist eine Schnittansicht, die den zweiten Lippenabschnitt 54 und dessen Umfang darstellt. Ein Zugang 55a des zweiten Labyrinthzwischenraums 55 ist zwischen einem Ende 54c des zweiten Lippenabschnitts 54 auf der Seite der Kugel 4 und dem zweiten Innenschulterabschnitt 32 ausgebildet. Der Zugang 55a ist eng, so dass er den Durchgang von Fett unterdrückt. In dieser Ausführungsform ist eine Axialposition des Zugangs 55a als eine Dichtposition der zweiten Dichtungsvorrichtung 7 definiert. Eine Axialabmessung zwischen der Dichtposition auf der Seite des zweiten Lippenabschnitts 54 (eine Axialposition des Zugangs 55a) und dem Befestigungsabschnitt 50 (eine Axialposition der Ecken des Kerns 51 und des zweiten Lippenabschnitts 54) wird durch „C“ dargestellt.
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In dieser Ausführungsform (siehe 1, 3 und 4) haben die erste Dichtungsvorrichtung 6 und die zweite Dichtungsvorrichtung 7 verschiedene Formen und die Axialabmessung C auf der anderen Axialseite ist größer als die Axialabmessung D auf der einen Axialseite (D < C). Wie es in 3 dargestellt ist, hat der erste Lippenabschnitt 44 der ersten Dichtungsvorrichtung 6 einen Körperabschnitt 44a und einen hervorstehenden Abschnitt 44b. Ein Teil des Körperabschnitts 44a ist am Kern 41 fixiert. Der hervorstehende Abschnitt 44b ragt von einer Innenumfangsseite des Körperabschnitts 44a radial nach innen. Nur der hervorstehende Abschnitt 44b ist in der ersten Dichtungsnut 34 aufgenommen. Wie es in 4 dargestellt ist, hat der zweite Lippenabschnitt 54 der zweiten Dichtungsvorrichtung 7 einen Körperabschnitt 54a und einen hervorstehenden Abschnitt 54b. Ein Teil des Körperabschnitts 54a ist am Kern 51 fixiert. Der hervorstehende Abschnitt 54b ragt von einer Innenumfangsseite des Körperabschnitts 54a radial nach innen. Sowohl der Körperabschnitt 54a als auch der hervorstehende Abschnitt 54b sind in der zweiten Dichtungsnut 35 aufgenommen. Eine Pfadlänge des zweiten Labyrinthzwischenraums 55, der in 4 dargestellt ist, ist größer als eine Pfadlänge des ersten Labyrinthzwischenraums 45, der in 3 dargestellt ist. Die Pfadlänge des ersten Labyrinthzwischenraums 45 kann als eine Länge des Zwischenraums innerhalb eines Bereichs definiert werden, in dem der erste Lippenabschnitt 44 dem ersten Innenschulterabschnitt 31 und der ersten Dichtungsnut 34 im Axialquerschnitt zugewandt ist, der in 3 dargestellt ist. Genauer gesagt ist der erste Labyrinthzwischenraum 45 ein Raum, der zwischen der Fläche, die die Innenumfangsfläche des Körperabschnitts 44a und die Innenumfangsfläche und die Flächen des hervorstehenden Abschnitts 44b des ersten Lippenabschnitts 44 aufweist, und der Fläche ausgebildet ist, die den ersten Innenschulterabschnitt 31 und die erste Dichtungsnut 34 an Abschnitten aufweist, die sich in einer Richtung senkrecht zu den Innenumfangsflächen und den Flächen befinden. Die Pfadlänge kann als ein Mittelwert der Länge des ersten Lippenabschnitts 44 im Axialquerschnitt und der Länge der ersten Dichtungsnut 34 im Axialquerschnitt innerhalb des Raums definiert werden. Die Pfadlänge des zweiten Labyrinthzwischenraums 55 kann als eine Länge des Zwischenraums innerhalb eines Bereichs definiert werden, in dem der zweite Lippenabschnitt 54 der zweiten Dichtungsnut 35 im Axialquerschnitt zugewandt ist, der in 4 dargestellt ist. Genauer gesagt ist der zweite Labyrinthzwischenraum 55 ein Raum, der zwischen der Fläche, die die Innenumfangsfläche des Körperabschnitts 54a, die Fläche des Endes 54c und die Innenumfangsfläche und die Flächen des hervorstehenden Abschnitts 54b des zweiten Lippenabschnitts 54 aufweist, und der Fläche ausgebildet ist, die die zweite Dichtungsnut 35 in einem Abschnitt aufweist, der sich in einer Richtung senkrecht zu den Innenumfangsflächen und den Flächen befindet. Die Pfadlänge kann als Mittelwert der Länge des zweiten Lippenabschnitts 54 im Axialquerschnitt und der Länge der zweiten Dichtungsnut 35 im Axialquerschnitt innerhalb des Raums definiert werden.
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In dem eckigen Kontaktkugellager 1, das in 1 dargestellt ist, tritt ein Vorgang im ringförmigen Raum S (Pumpvorgang) auf, der das Fett von der einen Axialseite zur anderen Axialseite drängt (von der linken Seite zur rechten Seiten in 1), wenn der Innenring 3 rotiert. In dieser Ausführungsform wird ein Vorgang, der das Fett von der einen Axialseite (der Seite des ersten Innenschulterabschnitts 31) zur anderen Axialseite (der Seite des zweiten Innenschulterabschnitts 32) entlang der Außenumfangsfläche des Innenrings 3 drängt, durch die Ausformung des gestuften Innenrings 3 verursacht. Der Vorgang, der das Fett von der einen Axialseite zur anderen Axialseite drängt, wird auch durch die Ausformung des Senkaußenrings 2 verursacht. Die Bewegung des Fetts in derselben Richtung wird auch das Kreiseln (Rotation) der umlaufenden Kugeln 4 verursacht. Dieser Vorgang verstärkt sich insbesondere, wenn das Lager bei einer hohen Geschwindigkeit rotiert. Das Fett im ringförmigen Raum S konzentriert sich in einem Raum K2 auf der anderen Axialseite, eher als in einem Raum K1 auf der einen Axialseite, sodass es zu einem Missverhältnis des Fettes kommt. Daher verhindert die zweite Dichtungsvorrichtung 7, dass das Fett, das sich im Raum K2 konzentriert, zur Außenseite des Lagers austritt.
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Gemäß dem eckigen Kontaktkugellager 1, das die oben beschriebene Struktur hat, ist der Kä5 ein sogenannter Einrastkäfig, der den ringförmigen Körper 11 nur an der einen Axialseite hat. Selbst wenn der Vorgang, der das Fett von der einen Axialseite zur anderen Axialseite drängt, im ringförmigen Raum S zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 2 auftritt, ist es daher unwahrscheinlich, dass das Fett bewegt wird, da der ringförmige Körper des Kä5 nicht im Raum K2 auf der anderen Axialseite vorgesehen ist. Somit kann die Leckage des Fetts aus der zweiten Dichtungsvorrichtung 7 auf der anderen Axialseite so weit wie möglich unterdrückt werden. In dieser Ausführungsform ist die zweite Dichtungsvorrichtung 7 eine Labyrinthdichtung, bei der die Fettleckage wahrscheinlicher ist als bei einer Kontaktdichtung. Allerdings wird das Fett, wie oben beschrieben, im Raum K2 auf der anderen Axialseite nicht bewegt und somit kann die Leckage des Fetts aufgrund von Bewegung soweit wie möglich unterdrückt werden. Genauer gesagt befindet sich das andere Axialende 14 der Käfigzacke 13 des Kä5 mit Bezug auf die andere Axialendposition 27 der Kugel 4 auf der einen Axialseite und die Käfigzacke 13 ist in Axialrichtung kurz. Daher ist es noch unwahrscheinlicher, dass das Fett im Raum K2 auf der anderen Axialseite aufgrund der Rotation des Kä5 bewegt wird. Somit kann die Leckage des Fetts aufgrund von Bewegung effektiv unterdrückt werden. Der Kä5 (ringförmiger Körper) ist nicht im Raum K2 auf der anderen Axialseite vorgesehen und daher wir die Scherung des Fetts im Raum K2 auf der anderen Axialseite unterdrückt. Somit kann ebenfalls eine Verringerung der Lebenszeit des Fetts verhindert werden.
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In dieser Ausführungsform ist der Mittelpunkt der Kugel 4 am Mittelpunkt des Lagers in der Axialrichtung angebracht und die Axiallängen an der einen Axialseite und der anderen Axialseite des eckigen Kontaktkugellagers 1 sind jenseits der Kugel 4 gleich. Allerdings ist, wie oben beschrieben, die Pfadlänge des zweiten Labyrinthzwischenraums 55 auf der anderen Axialseite länger als die Pfadlänge des ersten Labyrinthzwischenraums 45 auf der einen Axialseite. Das heißt, dass der zweite Lippenabschnitt 54 der zweiten Dichtungsvorrichtung 7 aufgestockt ist, um die Dichtleistung zu erhöhen. Die Pfadlänge des ersten labyrinthischen Raums 45 auf der einen Axialseite ist nicht erhöht, sodass dadurch eine Erhöhung der Axialabmessung des eckigen Kontaktkugellagers 1 verhindert wird.
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Wenn der zweite Lippenabschnitt 54 ausgestockt wird, ist die Dichtungsposition der zweiten Dichtungsvorrichtung 7 (Zugang 55a; siehe 4) näher an der Kugel 4. Das heißt, dass eine Axialabmessung zwischen der einen Axialendposition 28 der Kugel 4 und der Dichtungsposition der ersten Dichtungsvorrichtung 6 (andere Axialposition des Zugangs 45a) durch „B“ in 3 dargestellt ist und eine Axialabmessung zwischen der Außenaxialendposition 27 der Kugel 4 und der Dichtungsposition der zweiten Dichtungsvorrichtung 7 (eine Axialposition des Zugangs 55a) durch „A“ in 4 dargestellt wird. Dann ist die Axialabmessung „A“ kleiner als die Axialabmessung „B“, wie es in 1 dargestellt ist.
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Somit sind die Kugel 4 und der zweite Labyrinthzwischenraum 55 (Zugang 55a) auf der anderen Axialseite (siehe 4) enger aneinander (im Vergleich zu der einen Axialseite (3)). Allerdings ist, wie oben beschrieben, der ringförmige Körper des Kä5 nicht im Raum K2 auf der anderen Axialseite vorgesehen und somit kann die Leckage des Fetts aufgrund der Bewegung des Fetts unterdrückt werden. Auf der einen Axialseite (siehe 3) sind die Kugel 4 und der erste Labyrinthzwischenraum 45 (Zugang 45a) voneinander entfernt. Selbst wenn das Fett durch den ringförmigen Körper 11 bewegt wird, ist es somit unwahrscheinlich, dass der Einfluss der Bewegung den ersten Labyrinthzwischenraum 45 erreicht und das Fett austritt. In dieser Ausführungsform ist die Fase 17 auf der einen Axialseite und der Seite des Innenrings 3 des ringförmigen Körpers 11 vorgesehen. Daher kann der Abstand zwischen der Dichtungsposition der ersten Dichtungsvorrichtung 6 (Zugang 45a) und dem Kä5 (ringförmigen Körper 11) erhöht werden. Selbst wenn das Fett durch den ringförmigen Körper 11 bewegt wird, ist es daher unwahrscheinlich, dass der Einfluss der Bewegung den ersten Labyrinthzwischenraum 45 erreicht und das Fett austritt.
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In dieser Ausführungsform, wie sie oben beschrieben ist, wird die Axialabmessung zwischen der Dichtungsposition des ersten Lippenabschnitts 44 (andere Axialposition des Zugangs 45a) und dem Kern 41 der ersten Dichtungsvorrichtung 6 (siehe 3) durch „D“ dargestellt und die Axialabmessung zwischen der Dichtungsposition des zweiten Lippenabschnitts 54 (eine Axialposition des Zugangs 55a) und dem Kern 51 der zweiten Dichtungsvorrichtung 7 (siehe 4) wird durch „C“ dargestellt. Die Axialabmessung „C“ auf der anderen Axialseite ist größer als die Axialabmessung „D“ auf der einen Axialseite (C > D). Daher kann der Raum K2 auf der anderen Axialseite der Kugel 4 ausgeweitet werden. Selbst wenn sich aufgrund des Pumpvorgangs eine große Menge an Fett in dem Raum K2 auf der anderen Axialseite konzentriert, kann das Fett folglich im Raum K2 aufgenommen werden. Somit ist es möglich, die Leckage des Fetts von der zweiten Dichtungsvorrichtung 7 aufgrund einer Erhöhung der Fettmenge auf der anderen Axialseite zu unterdrücken. Im ringförmigen Raum S wird der Raum K2 auf der anderen Axialseite der Kugel 4 mit einer größeren Menge an Fett gefüllt (als der Raum K1 auf der einen Axialseite).
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In dieser Ausführungsform kann das eckige Kontaktkugellager 1 in einer Umgebung verwendet werden, die eine Hochgeschwindigkeitsrotation mit einem dmn Wert von 1 000 000 oder mehr und 2 000 000 oder weniger umfasst. Selbst wenn das Wälzlager in einer solchen Umgebung verwendet wird, die die Hochgeschwindigkeitsrotation umfasst, kann die Leckage des Fetts durch die entsprechenden oben beschriebenen Strukturen unterdrückt werden. In dieser Ausführungsform sind die erste Dichtungsvorrichtung 6 und die zweite Dichtungsvorrichtung 7 Nicht-Kontaktdichtungsvorrichtungen (Labyrinthdichtungen) und damit ist das Lager für die Hochgeschwindigkeitsrotation geeignet.
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Ein Teil des Kä5 auf der Außenumfangseite ist konfiguriert, um mit einem Teil des Außenrings 2 auf der Innenumfangsseite in Kontakt zu kommen. Selbst wenn das eckige Kontaktkugellager 1 in einer Umgebung verwendet wird, die, wie oben beschrieben, die Hochgeschwindigkeitsrotation umfasst, wird der Kä5 durch den Außenring 2 fest geleitet. Somit können Probleme, wie zum Beispiel Vibrationen, verhindert werden. Grundsätzlich ist der Einrastkäfig ein Wälzkörperleitkäfig, der durch die Kugeln positioniert wird (in dieser Ausführungsform ist der Einrastkäfig ein Außenringleitkäfig). Wenn im Falle des Wälzkörperleitkäfigs das Lager bei einer hohen Geschwindigkeit rotiert und sich die Zentrifugalkraft erhöht, sodass der Käfig verformt wird, werden die Kugeln in deutlichen Kontakt mit den Käfigtaschenflächen gebracht, sodass dadurch eine Erhöhung des Rotationswiderstandes und der Wärmeerzeugung erzeugt wird. Daher wird der Einrastkäfig selten für Wälzlager bei Hochgeschwindigkeitsrotationsanwendungen verwendet. Auch wenn der Kä5 in dieser Ausführungsform der Einrastkäfig ist, kann der Kä5 bei Hochgeschwindigkeitsrotationsanwendungen durch die Verwendung des Außenringleitkäfigs eingesetzt werden.
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Die oben offenbarte Ausführungsform ist beispielhaft, aber nicht in jeder Hinsicht begrenzend. Das heißt, dass das Wälzlager der vorliegenden Erfindung nicht auf die dargestellte Ausführungsform begrenzt ist, sondern andere Ausführungsformen innerhalb des Kerns der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Beispielsweise ist der Wälzkörper die Kugel 4, kann aber auch eine Rolle sein. In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Vorgang, der aufgrund der Rotation des Lagers das Fett von der einen Axialseite zur anderen Axialseite drängt, durch die Faktoren (1) der Form des gestuften Innenrings 3, (2) der Form des Senkaußenring 2 und (3) dem Kreiseln der Kugeln 4 verursacht. Die vorliegende Erfindung ist auf ein Wälzlager anwendbar, bei dem der Vorgang, der das Fett von der einen Axialseite zur anderen Axialseite drängt, durch den Faktor (1) und/oder (2) und/oder (3) verursacht wird.
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Gemäß dem Wälzlager der vorliegenden Erfindung ist es unwahrscheinlich, dass das Fett bewegt wird, da der ringförmige Körper des Käfigs nicht auf der anderen Axialseite vorgesehen ist. Somit kann die Leckage des Fetts aus der Dichtungsvorrichtung auf der anderen Axialseite unterdrückt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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