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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 Kegelrollenlager.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Die
japanische, ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2016-180417 (
JP 2016-180417 A ) offenbart ein Kegelrollenlager, das einen Innenring, einen Außenring, eine Mehrzahl von Kegelrollen und einen Käfig, der die Kegelrollen mit Intervallen in einer Umfangsrichtung hält, enthält. Wie in
9 aufgezeigt, enthält ein Käfig
110 eines Kegelrollenlagers
101 einen Klein-Durchmesser-Ringabschnitt
111 auf einer axialen Seite, einen Groß-Durchmesser-Ringabschnitt
112 auf der anderen axialen Seite und eine Mehrzahl von Käfigstangen
113, die die Ringabschnitte
111 und
112 miteinander verbindet. Räume, die jeweils zwischen den zwei ringförmigen Abschnitten
111 und
112 und zwischen den Käfigstangen
113, die benachbart zueinander in der Umfangsrichtung sind, gebildet sind, sind Käfigtaschen
114, die die Kegelrollen
104 aufnehmen. Die Käfigstange
113 des Käfigs
110 ist in einer Form gestaltet, die verhindert, dass die Kegelrollen
104, die in den Käfigtaschen
114 aufgenommen sind, sich radial nach außen ablösen.
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Um das Kegelrollenlager 101 zu montieren, sind die Kegelrollen 104 als Erstes in den Käfigtaschen 114 des Käfigs 110 untergebracht, ein Innenring 103 ist entlang einer Axialrichtung von einer Klein-Durchmesser-Seite näher zu der Baugruppe des Käfigs 110 und den Kegelrollen 104 bewegt und die Kegelrollen 104 sind in einer Innenringlaufbahnfläche 103a des Innenrings 103 positioniert. Dann ist ein Außenring 102 an einer radialen Außenseite der Kegelrollen 104 angebracht. Somit ist die Montage des Kegelrollenlagers 101 fertiggestellt.
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In dem Montageprozess, der oben beschrieben ist, müssen die Kegelrollen
104 über eine konische Frontflächenrippe (im Nachfolgenden bezeichnet als eine kleine Rippe) 105 des Innenrings
103 hinübersteigen, bevor diese die Innenringlaufbahnfläche
103 erreichen. In dem Stand der Technik sind die Kegelrollen
104 radial nach außen durch gewaltsames Aufpressen des Innenrings
103 entlang der axialen Richtung auf eine radiale Innenseite der Mehrzahl von Kegelrollen
104 verschoben. In Verbindung mit diesem ist der Käfig
110 elastisch radial nach außen deformiert (Durchmesser ist vergrößert). In dem Verfahren, das in
JP 2016-180416 A beschrieben ist, ist eine Aussparung
114 in dem Klein-Durchmesser-Ringabschnitt
111 des Käfigs
110 gebildet, um Schaden und eine Verringerung der dimensionalen Genauigkeit wegen der elastischen Deformation des Käfigs
110 zu verhindern. Somit ist die Steifigkeit des Käfigs
110 reduziert und der Käfig
110 wird leicht elastisch deformiert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In der Technik, die in
JP 2016-180417 A beschrieben ist, kann der Käfig
110 leicht elastisch deformiert werden, aber das elastische Deformationsausmaß kann nicht reduziert sein. Daher verbleibt eine Möglichkeit eines Schadens und die Verminderung der dimensionalen Genauigkeit wegen der elastischen Deformation des Käfigs
110. Abhängig von einem Material für den Käfig
110 gibt es die Möglichkeit, dass die Steifigkeit nicht ausreichend reduziert ist, obwohl die Aussparung
117 in dem Klein-Durchmesser-Ringabschnitt
111 gebildet ist. In diesem Fall kann eine Last nicht ausreichend reduziert sein, wenn der Innenring
103 entlang der axialen Richtung auf die radiale Innenseite der Mehrzahl von Kegelrollen
104 aufgepresst ist. Daher ist es schwierig, das Kegelrollenlager zu montieren.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Kegelrollenlager bereit, das leicht montiert werden kann, während das elastische Deformationsausmaß des Käfigs während der Montage reduziert sein kann.
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Ein Kegelrollenlager gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält einen Innenring, einen Außenring, eine Mehrzahl von Kegelrollen und einen ringförmigen Käfig. Der Innenring enthält eine kleine Rippe und eine große Rippe. Die kleine Rippe ist auf einer axialen Seite bereitgestellt und kragt radial nach außen aus. Die große Rippe ist auf der anderen axialen Seite bereitgestellt und kragt radial nach außen aus. Der Außenring ist auf einer radialen Außenseite des Innenrings angeordnet. Die Mehrzahl von Kegelrollen ist zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet. Der ringförmige Käfig enthält einen Klein-Durchmesser-Ringabschnitt auf der einen axialen Seite, einen Groß-Durchmesser-Ringabschnitt auf der anderen axialen Seite und eine Mehrzahl von Käfigstangen, die den Klein-Durchmesser-Ringabschnitt und den Groß-Durchmesser-Ringabschnitt miteinander verbinden. Der ringförmige Käfig ist konfiguriert, jede der Kegelrollen zwischen dem Groß-Durchmesser-Ringabschnitt und dem Klein-Durchmesser-Ringabschnitt und zwischen den Käfigstangen, die benachbart zueinander in einer Umfangsrichtung sind, aufzunehmen. Die Käfigstange hat eine erste zugewandte Fläche, die einer äußeren Umfangsfläche der Kegelrolle, die untergebracht ist, zugewandt ist. Die erste zugewandte Fläche enthält eine Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche, eine Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche und eine zugewandte Zwischenfläche. Die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche ist näher an dem Groß-Durchmesser-Ringabschnitt angeordnet. Die Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche ist näher an dem Klein-Durchmesser-Ringabschnitt angeordnet und weiter weg von der äußeren Umfangsfläche der Kegelrolle angeordnet, als die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche. Die zugewandte Zwischenfläche verbindet die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche und die Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche miteinander und ist graduell weg von der äußeren Umfangsfläche der Kegelrolle mit zunehmendem Abstand von Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche zu der Klein-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche geneigt.
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Gemäß dem Aspekt, der oben beschrieben ist, hat die Käfigstange des Käfigs die erste zugewandte Fläche, die der äußeren Umfangsfläche der Kegelrolle, die in einer Käfigtasche untergebracht ist, zugewandt ist. In der ersten zugewandten Fläche ist die Klein-Durchmesser-Seiten zugewandte Fläche, die näher an dem Klein-Durchmesser-Ringabschnitt angeordnet ist, weiter weg von der äußeren Umfangsfläche der Kegelrolle angeordnet als die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche. Daher können, wenn das Kegelrollenlager montiert ist, die Klein-Durchmesser-Seitenabschnitte der Kegelrollen radial nach außen in den Käfigtaschen geneigt sein. Somit können die Kegelrollen leicht über die kleine Rippe des Innenrings steigen und das elastische Deformationsausmaß des Käfigs kann auch reduziert sein. Dementsprechend kann zum Beispiel ein Schaden und eine Verminderung der dimensionalen Genauigkeit des Käfigs wegen der elastischen Deformation unterdrückt werden. Zusätzlich ist die zugewandte Zwischenfläche der ersten zugewandten Fläche gebildet, um graduell weg von der äußeren Umfangsfläche der Kegelrollen mit ansteigender Distanz von der Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche zu der Klein-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche geneigt zu sein. Daher ist eine Veränderung einer Querschnittform zwischen der Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche und der Klein-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche sanft gemacht, um eine Spannungsspitze, wenn der Käfig elastisch deformiert ist, zu unterdrücken. Somit kann der Schaden des Käfigs sicherer verhindert werden und Werkzeuge können leicht entfernt werden, wenn der Käfig mit den Werkzeugen gegossen ist.
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In dem Aspekt, der oben beschrieben ist, kann der Klein-Durchmesser-Ringabschnitt eine zweite zugewandte Fläche haben, die angeordnet ist, um einer Rollenkleinendfläche der Kegelrollen zugewandt zu sein. Die zweite zugewandte Fläche kann eine äußere zugewandte Fläche und eine innere zugewandte Fläche enthalten. Die äußere zugewandte Fläche ist relativ auf der radialen Außenseite gelegen. Die innere zugewandte Fläche ist relativ auf einer radialen Innenseite gelegen und weiter weg von der Rollenkleinendfläche in einer Richtung einer Mittelachse der Kegelrolle angeordnet als die äußere zugewandte Fläche.
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Gemäß dieser Struktur ist die innere zugewandte Fläche der zweiten zugewandten Fläche weiter weg von der Rollenkleinendfläche der Kegelrolle angeordnet als die äußere zugewandte Fläche. Daher können, wenn das Kegelrollenlager montiert ist, die Klein-Durchmesser-Seitenabschnitte der Kegelrollen radial nach außen in den Käfigtaschen geneigt sein, bis die Rollenkleinendflächen der Kegelrollen in Kontakt mit der inneren zugewandten Fläche gebracht sind. Zusätzlich ist die Neigung der Kegelrollen limitiert, sodass die Rollenkleinendflächen der Kegelrollen in Kontakt mit der inneren zugewandten Fläche gebracht sind. Somit kann verhindert werden, dass die Kegelrollen von dem Innenring losgelöst werden, nachdem das Kegelrollenlager montiert ist.
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In der Struktur, die oben beschrieben ist, kann die zweite zugewandte Fläche eine zugewandte Zwischenfläche enthalten, die die äußere zugewandte Fläche und die innere zugewandte Fläche miteinander verbindet.
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Gemäß dieser Struktur erhöht sich die Steifigkeit des Käfigs und der Käfig ist schwierig elastisch zu deformieren. Jedoch ist die Neigung der Kegelrollen durch Aussparung der Käfigstangen zugelassen und daher kann ein Vorgang eines Anbringens einer Baugruppe des Käfigs und der Kegelrollen an dem Innenring leicht durchgeführt werden. Zusätzlich ist die Neigung der Kegelrollen auf ein vorbestimmtes Ausmaß durch die innere zugewandte Fläche des Klein-Durchmesser-Ringabschnitts limitiert und daher kann verhindert werden, dass sich die Kegelrollen von dem Innenring lösen, nachdem das Kegelrollenlager montiert ist.
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In dem Aspekt, der oben beschrieben ist, kann in der ersten zugewandten Fläche ein Neigungswinkel der zugewandten Zwischenfläche mit Bezug auf die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 5° oder mehr und 10° oder weniger sein. Mit dieser Struktur kann eine Spannungsspitze an einem Grenzabschnitt zwischen der Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche und der Klein-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche sicherer verhindert werden, wenn der Käfig elastisch deformiert ist und das Werkzeug kann leichter entfernt werden, wenn der Käfig mit dem Werkzeug gegossen ist.
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In dem Aspekt, der oben beschrieben ist, können in der ersten zugewandten Fläche die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche und die Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche parallel zueinander bereitgestellt sein. Mit dieser Struktur kann das Werkzeug leichter entfernt werden, wenn der Käfig mit dem Werkzeug gegossen ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Kegelrollenlager leicht montiert sein, während die elastische Deformation des Käfigs während der Montage reduziert ist.
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Figurenliste
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Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Signifikanz der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden unten mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
- 1 eine longitudinale Schnittansicht ist, die ein Kegelrollenlager gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufzeigt;
- 2 eine erläuternde Zeichnung eines Teils eines Käfigs des Kegelrollenlagers ist, das von einer radialen Innenseite betrachtet ist;
- 3 eine erläuternde Zeichnung eines Teils des Kegelrollenlagers ist, das in einer Richtung parallel zu einer Mittelachse von jeder Kegelrolle betrachtet ist;
- 4 eine erläuternde Zeichnung von Teilen der Kegelrolle und des Käfigs auf einer Klein-Durchmesser-Seite ist, welche von einer radialen Außenseite betrachtet sind;
- 5 eine vergrößerte longitudinale Schnittansicht ist, die einen Klein-Durchmesser-Ringabschnitt des Käfigs und seine Umgebung aufzeigt;
- 6A eine erläuternde Zeichnung eines Montageverfahrens für das Kegelrollenlager ist;
- 6B eine erläuternde Zeichnung des Montageverfahrens für das Kegelrollenlager ist;
- 6C eine erläuternde Zeichnung des Montageverfahrens für das Kegelrollenlager ist;
- 7 eine Schnittansicht ist, die ein Spritzgusswerkzeug für den Käfig aufzeigt;
- 8 eine vergrößerte longitudinale Schnittansicht ist, die einen Klein-Durchmesser-Ringabschnitt des Käfigs und seine Umgebung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel aufzeigt; und
- 9 eine longitudinale Schnittansicht ist, die ein Kegelrollenlager des Standes der Technik aufzeigt.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Gesamtstruktur des Kegelrollenlagers
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1 ist eine longitudinale Schnittansicht, die ein Kegelrollenlager 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufzeigt. Das Kegelrollenlager 1 enthält einen Innenring 3, einen Außenring 2, eine Mehrzahl von Kegelrollen 4 und einen ringförmigen Käfig 10. Der Außenring 2 ist auf einer radialen Außenseite des Innenrings 3 angeordnet. Die Kegelrollen 4 sind zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 3 angeordnet. Der Käfig 10 hält die Kegelrollen 4.
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Der Innenring 3 ist ein ringförmiges Teil, das aus Lagerstahl, Stahl für Maschinenaufbaubenutzung oder Ähnlichem gebildet ist. Eine konische Innenringlaufbahnfläche 3a ist auf dem äußeren Umfang des Innenrings 3 gebildet. Die Kegelrollen 4 rollen entlang der Innenringlaufbahnfläche 3a. Der Innenring 3 enthält eine konische Frontflächenrippe (im Nachfolgendenden bezeichnet als eine kleine Rippe) 5 und eine konische Rückflächenrippe (im Nachfolgenden bezeichnet als eine große Rippe) 6. Die kleine Rippe 5 ist auf einer axialen Seite (linke Seite in 1) der Innenringlaufbahnfläche 3a bereitgestellt und kragt radial nach außen aus. Die große Rippe 6 ist auf der anderen axialen Seite (rechte Seite in 1) der Innenringlaufbahnfläche 3a bereitgestellt und kragt radial nach außen aus.
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Der Außenring 2 ist ein ringförmiges Teil, das mit Lagerstahl, Stahl für Maschinenaufbaubenutzung oder Ähnlichem zu dem Innenring 3 gebildet ist. Eine konische Außenringlaufbahnfläche 2a ist auf dem Innenringumfang des Außenrings 2 gebildet. Die Kegelrollen 4 rollen entlang der Außenringlaufbahnfläche 2a. Die Außenringlaufbahnfläche 2a und die Innenringlaufbahnfläche 3a sind angeordnet, um einander zugewandt zu sein.
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Die Kegelrolle 4 ist mit Lagerstahl oder Ähnlichem gebildet. Die Kegelrolle 4 rollt entlang der Innenringlaufbahnfläche 3a und der Außenringlaufbahnfläche 2a. Die Kegelrolle 4 hat eine Rollenkleinendfläche 4a auf der einen axialen Seite und eine Rollengroßendfläche 4b auf der anderen axialen Seite. Die Rollenkleinendfläche 4a hat einen kleinen Durchmesser. Die Rollengroßendfläche 4b hat einen großen Durchmesser. Die Rollengroßendfläche 4b ist im Gleitkontakt mit einer Rippenfläche 7 der großen Rippe 6 des Innenrings 3.
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2 ist eine erläuternde Zeichnung eines Teils des Käfigs 10, der von einer radialen Innenseite betrachtet ist. In 1 und 2 enthält der Käfig 10 einen Klein-Durchmesser-Ringabschnitt 11, einen Groß-Durchmesser-Ringabschnitt 12 und Käfigstange 13. Der Klein-Durchmesser- Ringabschnitt 11 ist in einer Ringform gebildet und ist auf der einen axialen Seite des Käfigs 10 bereitgestellt. Der Groß-Durchmesser-Ringabschnitt 12 ist in einer Ringform gebildet und auf der anderen axialen Seite des Käfigs 10 bereitgestellt. Der Klein-Durchmesser-Ringabschnitt 11 und der Groß-Durchmesser-Ringabschnitt 12 sind mit einem vorbestimmten Abstand weg voneinander in einer axialen Richtung angeordnet.
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Die Käfigstange 13 verbindet den Klein-Durchmesser-Ringabschnitt 11 und den Groß-Durchmesser-Ringabschnitt 12 miteinander. Eine Mehrzahl von Käfigstangen 13 ist mit Intervallen in einer Umfangsrichtung bereitgestellt. Räume, die jeweils zwischen dem Klein-Durchmesser-Ringabschnitt 11 und dem Groß-Durchmesser-Ringabschnitt 12 und zwischen zwei Käfigstangen 13 und 13, die benachbart zueinander in der Umfangsrichtung sind, gebildet sind, sind Käfigtaschen 14, die die Kegelrollen 4 halten (aufnehmen).
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3 ist eine erläuternde Zeichnung eines Teils der Kegelrollenlagers 1, das in einer Richtung parallel zu einer Mittelachse C1 von jeder Kegelrolle 4 betrachtet ist. 4 ist eine beispielhafte Zeichnung von Teilen der Kegelrolle 4 und des Käfigs 10 auf einer Klein-Durchmesserseite, welche von der radialen Außenseite betrachtet sind. Die Käfigstange 13 des Käfigs 10 hat eine zugewandte Fläche (erste zugewandte Fläche) 25, die der äußeren Umfangsfläche der Kegelrolle 4, die in der Käfigtasche 14 untergebracht ist, zugewandt ist. Eine Aussparung 26 ist an dem Ende der zugewandten Fläche 25 auf der Klein-Durchmesserseite (eine Axialseite) gebildet.
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Die zugewandte Fläche 25 der Käfigstange 13 enthält eine Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25a, eine Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25b und eine zugewandte Zwischenfläche 25c. Die Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25a ist näher an dem Klein-Durchmesser-Ringabschnitt 11 gebildet. Die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25b ist näher an dem Groß-Durchmesser-Ringabschnitt 12 gebildet. Die zugewandte Zwischenfläche 25c ist zwischen der Klein-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche 25a und der Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche 25b gebildet. Die Aussparung 26 ist durch die Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25a und die zugewandte Zwischenfläche 25c definiert.
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Abstände von der Klein-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche 25a und der Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche 25b zu der äußeren Umfangsfläche der Kegelrolle 4, die in der Käfigtasche 14 untergebracht ist, unterscheiden sich voneinander. Insbesondere ist die Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25a weiter entfernt von der äußeren Umfangsfläche der Kegelrolle 4 und die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25b ist näher an der äußeren Umfangsfläche der Kegelrolle 4. Die Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25a und die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25b sind parallel zueinander gebildet.
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Die zugewandte Zwischenfläche 25c verbindet die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25b und die Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25a nahtlos miteinander. Insbesondere ist die zugewandte Zwischenfläche 25c eine glatte Fläche, die das Ende der Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche 25b auf der Klein-Durchmesser-Seite (einer Axialseite) und das Ende der Klein-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche 25a auf der Groß-Durchmesserseite (anderen Axialseite) verbindet. Die zugewandte Zwischenfläche 25c ist gebildet, um graduell weg von der äußeren Umfangsfläche der Kegelrolle 4 mit zunehmender Distanz von der Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche 25b zu der Klein-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche 25a geneigt zu sein.
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Ein Neigungswinkel θ der zugewandten Zwischenfläche 25c mit Bezug zu der Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche 25b ist auf 5° oder mehr oder 10° oder weniger eingestellt. Wie in 1 aufgezeigt, ist die Grenze zwischen der Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche 25b und der zugewandten Zwischenfläche 25c auf der Klein-Durchmesserseite (einer Axialseite) einer mittleren Position M auf der Kegelrolle 4 in einer Richtung der Mittelachse C1 gelegen.
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In den zwei Käfigstangen 13, die auf beiden Umfangsseiten der Kegelrolle 4, die in der Käfigtasche 14 untergebracht ist, angeordnet sind, dienen die radialen Außenenden der Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Flächen 25b als Rollenhalteabschnitte 15, die verhindern, dass die Kegelrolle 4 sich radial nach außen ablöst. Insbesondere, wie in 4 auch gezeigt, ist eine Distanz L1 zwischen den radialen Außenenden (Rollenhalteabschnitte 15) der Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Flächen 25b der zwei Käfigstangen 13 in einem Querschnitt senkrecht zur Mittelachse C1 der Kegelrolle 4 kleiner als ein Durchmesser der Kegelrolle 4 in einem Querschnitt. Daher ist, wenn die Kegelrolle 4 in der Käfigtasche 14 radial nach außen verschoben ist, die Kegelrolle 4 in Kontakt mit dem Paar von Rollenhalteabschnitten 15 und 15 gebracht und es ist daher verhindert, dass diese sich radial nach außen ablöst. Mit anderen Worten ist die Kegelrolle 4 in einer radialen Richtung durch die Rollenhalteabschnitte 15 positioniert.
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Eine Distanz L2 zwischen den radialen Außenenden der Klein-Durchmesser-Seite zugewandten Flächen 25a der zwei Käfigstangen 13 ist größer als ein Durchmesser D2 der Kegelrolle 4 im Querschnitt. Daher sind keine Rollenhalteabschnitte auf den Klein-Durchmesser-Seite zugewandten Flächen 25a der Käfigstangen 13 gebildet. In der Käfigstange 14, ist das radiale nach außen verschieben (neigen) des Klein-Durchmesser-Seitenendes der Kegelrolle 4 gestattet. Diese Struktur ist nützlich, wenn das Kegelrollenlager 1 montiert ist. Ein Montageverfahren für das Kegelrollenlager 1 ist später beschrieben.
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Wie in 1 aufgezeigt ist der Käfig 10 in der axialen Richtung so positioniert, dass der Groß-Durchmesser-Ringabschnitt 12 in Kontakt mit den Rollengroßendflächen 4b der Kegelrollen 4 gebracht ist. Das heißt, das Kegelrollenlager 1 dieses Ausführungsbeispiels ist ein Lager, in welchem der Käfig 10 durch Wälzelemente geführt ist. Der Käfig 10 kann in einer radialen Richtung so positioniert sein, dass die radialen Außenflächen des Käfigs 10 (oder sein Teil) in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Außenrings 2 gebracht ist. Das heißt, das Kegelrollenlager 1 kann ein Lager sein, in welchem der Käfig 10 durch den Außenring in der radialen Richtung geführt ist.
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Der Käfig 10 dieses Ausführungsbeispiels ist aus einem synthetischen Harz gemacht und kann durch Spritzgießen mit Werkzeugen gebildet sein. Um eine Beständigkeit für Schmieröl zu vermitteln (Ölbeständigkeit) kann der Käfig 10 zum Beispiel aus einem Polyphenylensulfidharz (PPS) gemacht sein oder kann aus einem faserverstärkten Kunststoff (FRP) gemacht sein. Daher ist der Käfig 10 hart und es ist relativ unwahrscheinlich, dass dieser elastisch deformiert ist.
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In 1 ist der Käfig 10 in einem ringförmigen Raum, der zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 2 (im Nachfolgenden auch bezeichnet als ein Lagerinneres) gebildet ist, bereitgestellt, nimmt eine Kegelrolle 4 in jeder Käfigtasche 14 auf und hält die Kegelrollen 4, sodass die Kegelrollen mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Der Klein-Durchmesser-Ringabschnitt 11 dieses Ausführungsbeispiels ist zwischen einem Ende 8 des Außenrings 2 auf der einen axialen Seite (im Nachfolgenden auch bezeichnet als ein Außenringende 8) und der kleinen Rippe 5, die ein Ende des Innenrings 3 auf der einen axialen Seite ist, gelegen.
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5 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den Klein-Durchmesser-Ringabschnitt 11 des Käfigs 10 und seine Umgebung aufzeigt. Der Klein-Durchmesser-Ringabschnitt 11 dieses Ausführungsbeispiels hat eine ringförmige Fläche auf einer Außenseite (im Nachfolgenden bezeichnet als eine äußere ringförmige Fläche 31), welche einer inneren Umfangsfläche 21 des Außenringendes 8 mit einem ringförmigen Abstand A1 dazwischen zugewandt ist. Der Klein-Durchmesser-Ringabschnitt 11 hat auch eine ringförmige Fläche auf einer Innenseite (im Nachfolgenden bezeichnet als eine innere ringförmige Fläche 32), welche einer äußeren Umfangsfläche 22 der kleinen Rippe 5, mit einem ringförmigen Abstand A2 dazwischen zugewandt ist.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind die innere Umfangsfläche 21 des Außenringendes 8 und die äußere ringförmige Fläche 31 des Klein-Durchmesser-Ringabschnitts 11 gerade zylindrische Flächen um eine Mittellinie des Kegelrollenlagers 1. Die äußere Umfangsfläche 22 der kleinen Rippe 5 und die innere ringförmige Fläche 32 des Klein-Durchmesser-Ringabschnitts 11 sind gerade zylindrische Flächen um die Mittellinie.
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Die radiale Dickendimension des Klein-Durchmesser-Ringabschnitts 11 ist größer als die des Groß-Durchmesser-Ringabschnitts 12. Die innere Umfangsfläche 21 des Außenringendes 8 und die äußere ringförmige Fläche 31 des Klein-Durchmesser-Ringabschnitts 11 sind nah aneinander und die radiale Dimension des ringförmigen Abstands A1 auf der radialen Außenseite ist infinitesimal (zum Beispiel weniger als 1 mm) eingestellt. Die äußere Umfangsfläche 22 der kleinen Rippe 5 und die innere ringförmige Fläche 32 des Klein-Durchmesser-Ringabschnitts 11 sind nah beieinander und die radiale Dimension des ringförmigen Abstands A2 auf der radialen Innenseite ist infinitesimal (zum Beispiel weniger als 1 mm) eingestellt.
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In 5 ist eine erste Aussparung 17 in der Fläche des Klein-Durchmesser-Ringabschnitts 11 bereitgestellt, die näher an der Kegelrolle 4 (auf der anderen axialen Seite) ist. Die erste Aussparung 17 ist der Rollenkleinendfläche 4a der Kegelrolle 4 zugewandt und ist zu der Rollenkleinendfläche 4a offen. Eine zweite Aussparung 18 ist in der Fläche des Klein-Durchmesser-Ringabschnitts 11 bereitgestellt, die zugewandt der Kegelrolle 4 (auf der axialen Seite) ist. Die Aussparungen 17 und 18 reduzieren die Steifigkeit des Klein-Durchmesser-Ringabschnitts 11.
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Die zweite Aussparung 18 ist als eine V-Form im Querschnitt durch zwei gerade Linien gebildet. Die erste Aussparung 17 ist im Wesentlichen als eine M-Form im Querschnitt gebildet mit einem Abschnitt, der in einer V-Form gebildet ist, der mit der zweiten Aussparung 18 übereinstimmt, und Abschnitten, die sich radial von beiden radialen Enden des V-förmigen Abschnitts zu der anderen axialen Seite erstrecken (rechte Seite in 5).
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Flächen 33a und 33b des Klein-Durchmesser-Ringabschnitts 11 auf der anderen axialen Seite sind zugewandte Flächen (zweite zugewandte Flächen), die der Rollenkleinendfläche 4a der Kegelrolle 4 zugewandt sind. Die äußere zugewandte Fläche 33a, die auf der radialen Außenseite der ersten Aussparung 17 gelegen ist, ist parallel zu der Rollenkleinendfläche 4a der Kegelrolle 4 angeordnet. Die äußere zugewandte Fläche 33a ist der Rollenkleinendfläche 4a auf der radialen Außenseite der Mittelachse C1 der Kegelrolle 4 zugewandt.
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Die innere zugewandte Fläche 33b, die auf der radialen Innenseite der ersten Aussparung 17 gelegen ist, ist auch parallel zu der Rollenkleinendfläche 4a angeordnet. Die innere zugewandte Fläche 33b ist der Rollenkleinendfläche 4a auf der radialen Innenseite der Mittelachse C1 der Kegelrolle 4 zugewandt.
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Die äußere zugewandte Fläche 33a ist mit einem Abstand δ1 von der Rollenkleinendfläche 4a der Kegelrolle 4 angeordnet. Die innere zugewandte Fläche 33b ist mit einem Abstand δ2 von der Rollenkleinendfläche 4a angeordnet. Der Abstand δ1 zwischen der äußeren zugewandten Fläche 33a und der Rollenkleinendfläche 4a und der Abstand δ2 zwischen der inneren zugewandten Fläche 33b und der Rollenkleinendfläche 4a haben eine Beziehung von δ1 < δ2. Somit ist die innere zugewandte Fläche 33b weiter weg von Rollenkleinendfläche 4a angeordnet als die äußere zugewandte Fläche 33a. Diese Struktur ist hauptsächlich nützlich, wenn das Kegelrollenlager 1 montiert wird. Der Montagevorgang der Kegelrollenlagers 1 ist unten beschrieben.
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6A bis 6C sind beispielhafte Zeichnungen des Montageverfahrens für das Kegelrollenlager 1, das in 1 aufgezeigt ist. Um das Kegelrollenlager 1 zu montieren, sind die Kegelrollen 4 als erstes in den Käfigtaschen 14 des Käfigs 10, wie in 6A aufgezeigt, untergebracht. Dann sind der Innenring 3 und die Baugrube des Käfigs 10 und die Kegelrollen 4 relativ näher zueinander entlang der Axialrichtung bewegt.
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Da die Aussparungen 26 (Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Flächen 25a und zugewandte Zwischenflächen 25c) in den Käfigstangen 13 des Käfigs 10 gebildet sind, sind die Kegelrollen 4 in den Käfigtaschen 14 geneigt, sodass die Klein-Durchmesser-Seitenenden der Kegelrollen 4 radial nach außen verschoben sind. Das heißt, jede Kegelrolle 4 ändert ihre Stellung von einem Zustand, der durch eine Strich-Zweipunkt-Linie in 6B angezeigt ist, in einen Zustand, der durch eine kontinuierliche Linie in 6B angezeigt ist. Somit steigt die Kegelrolle 4 auf die kleine Rippe 5 des Innenrings 3. Dann ist die Kegelrolle 4 auf der Innenringlaufbahnfläche 3a durch übergehen der kleinen Rippe 5, wie in 6C aufgezeigt, angeordnet.
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Dann sind der Außenring 2 und die Innenringeinheit, die integral den Innenring 3, die Kegelrollen 4 und den Käfig 10 haben, zusammen durch ein relatives Näherzueinanderbewegen in der axialen Richtung miteinander verbunden. Somit ist das Kegelrollenlager 1 montiert.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind in dem Schritt des Zusammenbringens des Innenrings 3 und der Baugruppe des Käfigs 10 und der Kegelrollen 4, die Kegelrollen 4 in den Käfigtaschen 14 geneigt, wenn die Kegelrollen 4 über die kleine Rippe 5 des Innenrings 3 steigen. Daher können die Kegelrollen 4 leicht über die kleine Rippe 5 des Innenrings 3 steigen und das elastische Deformationsausmaß des Käfigs 10 kann ebenfalls reduziert sein. Somit kann zum Beispiel ein Schaden an und eine Verminderung der dimensionalen Genauigkeit den Käfigs 10 unterdrückt sein.
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Da das elastische Deformationsausmaß des Käfigs 10 reduziert sein kann, ist es möglich, eine Last zu reduzieren, wenn der Innenring 3 entlang der axialen Richtung auf die radiale Innenseite der Kegelrollen 4, die in dem Käfig 10 untergebracht sind, aufgepresst ist (Last notwendig für die Kegelrollen 4, um auf die kleine Rippe 5 zu steigen). Daher ist das Kegelrollenlager 1 leichter montiert. Insbesondere ist der Käfig 10 dieses Ausführungsbeispiels aus einem harten synthetischen Harz gemacht, um die Ölbeständigkeit zu erhöhen. Somit ist es effektiver, dass die Kegelrollen 4 in den Käfigtaschen 14 geneigt sind, um das elastische Deformationsausmaß des Käfigs 10 zu reduzieren.
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Wie oben beschrieben ist die erste Aussparung 17 und die zweite Aussparung 18 in dem Klein-Durchmesser-Ringabschnitt 11 des Käfigs 10 gebildet, um die Steifigkeit des Käfigs 10 zu reduzieren. Daher ist, wenn die Kegelrollen 4 über die kleine Rippe 5 des Innenrings 3 steigen, der Käfig 10 elastisch leichter deformiert, als in einem Fall, in dem die Aussparungen 17 und 18 nicht gebildet sind. Somit ist es möglich weiter die Anpresslast, die notwendig ist, dass die Kegelrollen 4 über die kleine Rippe 5 steigen, zu reduzieren. Dementsprechend kann das Kegelrollenlager 1 leichter montiert werden.
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Wenn die Kegelrollen 4 leichter in den Käfigtaschen 14 geneigt sind, gibt es eine größere Möglichkeit, nachdem das Kegelrollenlager 1 montiert ist, dass die Kegelrollen 4 weg von der Innenringlaufbahnfläche 3a verschoben sind und die Kegelrollen 4 über die kleine Rippe 5 steigen, um sich zu lösen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Neigung der Kegelrollen 4 limitiert, sodass die Kegelrollen 4 in Kontakt mit der inneren zugewandten Fläche 33b des Klein-Durchmesser-Ringabschnitts 11 des Käfigs 10 gebracht sind. Somit kann die Ablösung der Kegelrollen 4 unterdrückt sein.
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7 ist eine Schnittansicht, die ein Spritzwerkzeug für den Käfig 10 aufzeigt. Das Spritzwerkzeug 50 enthält ein erstes Werkzeug 51 und ein zweites Werkzeug 52 und eine Kavität zum Gießen des Käfigs 10 ist zwischen dem ersten Werkzeug 51 und zweiten Werkzeug 52 gebildet. Die Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25a und die zugewandte Zwischenfläche 25c der ersten zugewandten Fläche 25 von jeder Käfigstange 13 des Käfigs 10 sind durch das zweite Werkzeug 52 gegossen. Wenn die Werkzeuge entfernt sind, bewegt sich das zweite Werkzeug 52 relativ zu dem ersten Werkzeug 51 in einer Pfeilrichtung.
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Die zugewandte Zwischenfläche 25c, die auf jeder Käfigstange 13 des Käfigs 10 gebildet ist, ist auf einer geneigten Fläche gebildet, die die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25b und die Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25a miteinander verbindet. Daher ist, wenn das zweite Werkzeug 52 in der Pfeilrichtung entfernt ist, das zweite Werkzeug 52 kaum auf der zugewandten Zwischenfläche 25c gefangen. Somit kann das zweite Werkzeug 52 reibungslos entfernt werden. Die Klein-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25a und die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25b sind parallel zueinander gebildet und daher kann das zweite Werkzeug 52 reibungsloser entfernt sein.
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In der ersten zugewandten Fläche 25 ist der Neigungswinkel θ der zugewandten Zwischenfläche 25c mit Bezug auf die Groß-Durchmesser-Seite zugewandte Fläche 25b auf 5° oder mehr oder 10° oder weniger eingestellt. Die Gründe sind wie folgt. Wenn der Neigungswinkel θ weniger als 5° ist, ist es schwierig die Tiefe der Aussparung 26 ausreichend zu sichern. Wenn der Neigungswinkel θ 10° übersteigt, ist es schwierig das Spritzgusswerkzeug für den Käfig 10, wie oben beschrieben, zu entfernen. Zusätzlich ändert sich der Querschnitt zwischen der Groß-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche 25b und der Klein-Durchmesser-Seite zugewandten Fläche 25a plötzlich und eine Spannungsspitze tritt wahrscheinlich wegen der elastischen Deformation des Käfigs 10 auf.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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8 ist eine longitudinale Schnittansicht, die einen Käfig 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel aufzeigt. In dem Ausführungsbeispiel, das in 8 aufgezeigt ist, ist die erste Aussparung nicht in dem Klein-Durchmesser-Ringabschnitt 11 des Käfigs 10 gebildet und die äußere zugewandte Fläche 33a und die innere zugewandte Fläche 33b, die der Rollenkleinendfläche 4a der Kegelrolle 4 zugewandt sind, sind miteinander durch eine zugewandte Zwischenfläche 33c verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Steifigkeit der Käfigs 10 höher als in dem ersten Ausführungsbeispiel, das in 5 aufgezeigt ist. Daher ist es schwierig den Käfig 10 elastisch zu deformieren. Jedoch ist die Neigung der Kegelrollen 4 erlaubt durch die Aussparung 26 der Käfigstangen 13 und daher kann der Vorgang der Befestigung der Baugruppe des Käfigs 10 und der Kegelrollen 4 an dem Innenring 3 leicht durchgeführt werden. Zusätzlich ist die Neigung der Kegelrollen 4 auf ein vorbestimmtes Ausmaß durch die zugewandte Fläche 33b des Klein-Durchmesser-Ringabschnitts 11 limitiert und daher kann verhindert werden, dass sich die Kegelrollen 4 von dem Innenring 3 ablösen, nachdem das Kegelrollenlager 1 montiert ist.
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Die Ausführungsbeispiele, die oben beschrieben sind, sind in allen Hinsichten aufzeigend aber nicht limitierend. Das heißt das Kegelrollenlager der vorliegenden Erfindung ist nicht limitiert auf die aufgezeigten Formen, sondern andere Formen können innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung übernommen werden. Die Form der Aussparungen 17 und 18 können zu anderen Formen als die aufgezeigten Formen geändert werden. Zusätzlich können andere Formen für die Rollenhalteabschnitte 15 übernommen werden, die verhindern, dass die Kegelrollen 4, die in den Käfigtaschen 14 untergebracht sind, radial nach außen sich ablösen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016180417 [0002]
- JP 2016180417 A [0002, 0005]
- JP 2016180416 A [0004]
