DE10210670B4

DE10210670B4 - Wälzelemente für Wälzlager, Verfahren zu deren Herstellung und Wälzlager

Info

Publication number: DE10210670B4
Application number: DE10210670A
Authority: DE
Inventors: Takashi Fujisawa Murai; Katsuhiro Fujisawa Yamazaki; Haruki Fujisawa Tsutsui
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2022-03-13
Also published as: US7146734B2; DE10210670A1; US20040120623A1; US6752696B2; US20020141677A1

Abstract

Ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Wälzelementen (6) für ein Wälzlager, welches aufweist:
Bereitstellen von vorgefertigten kugelartigen Elementen (15) sowie kugelstumpfartiger Wälzelemente (6),
Vermischen der kugelartigen Elemente (15), die aus Stahlkugeln hergestellt sind, und der kugelstumpfartigen Wälzelemente (6), von denen jedes Wälzkontaktflächen (6a) mit Krümmungen in deren axialer Richtung und einer radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung hat und wenigstens eine ebene Fläche (6b, 6d) hat, im vorgegebenen Mischungsverhältnis; und
Platzieren und Bearbeiten der so vermischten Elemente in einem Raum zwischen zwei Prozessscheiben (C1, C2), die einander gegenüber liegen, wodurch die Oberflächen der kugelartigen Elemente und der kugelstumpfartigen Wälzelemente bearbeitet werden, um runder zu werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lager, das die Aufnahme einer radialen Querbelastung, einer radialen Schubbelastung, die in beiden Richtungen ausgeübt wird, und einer Momentlast ermöglicht, welches z.B. bei Industriemaschinen, Robotern, medizinischen Vorrichtungen, Lebensmittelmaschinen, Halbleiter- bzw. Flüssigkristallherstellungsvorrichtungen, optischen und optoelektronischen Vorrichtungen verwendet wird.

Als Vorrichtungen, die die Aufnahme einer radialen Querbelastung, einer axialen Schubbelastung, die in beiden Richtungen ausgeübt wird, und einer Momentlast mittels eines Lagers ermöglichen, sind ein Schrägwälzlager, das in 24 gezeigt ist, ein Vier-Punktkontakt-Kugellager, das in 25 gezeigt ist, oder ein Drei-Punktkontakt-Kugellager, das in 26 gezeigt ist, bekannt. Beispielsweise sind Schrägwalzenlager aus der DE 33 08 735 A1 und der JP 9-126233 A bekannt, wobei letztere auch Vier-Punktkontakt-Kugellager offenbart.

In dem Schrägwälzlager, das in 24 gezeigt ist, ist ein Wälzelement 300 eine Walze, und wenn die Wälzelemente 300 und Lagerringe 100, 200 Linienkontakte an zwei Positionen haben, hat dies den Vorzug einer großen Momentsteifigkeit. In dem Vier-Punktkontakt-Kugellager, das in 25 gezeigt ist, oder in dem Drei-Punktkontakt-Kugellager, das in 26 gezeigt ist, ist das Wälzelement 400 eine Kugel, und wenn das Wälzelement 400 und die Lagerringe 100, 200 Punktkontakte an vier oder drei Positionen haben, hat dies den Vorzug eines geringen Drehmomentes und eines geräuschlosen Arbeitens.

Jedoch hat das Schrägwälzlager den Vorzug einer großen Momentsteifigkeit, während im Gegensatz dazu, wenn das Wälzelement 300 und der Lagerring 100 in Linienkontakt sind, dies auch den Nachteil eines großen Drehmomentes und einer großen Drehmomentschwankung hat.

In den Vier- oder Drei-Punktkontakt-Kugellagern gibt es, wenn das Wälzelement 400 eine Kugel ist, den Vorzug eines geringeren Drehmomentes als dem der Schrägwalze mit gleichen Dimensionen, aber andererseits gibt es auch den Nachteil einer geringen Momentsteifigkeit. In dem Fall, in dem die radiale Querbelastung größer als die axiale Schubbelastung ist, oder in dem Fall, in dem eine reine radiale Querbelastung aufgenommen wird, wenn die jeweiligen Kugeln 400 Vier- oder Drei-Punktkontakte mit den Lagerringen 100, 200 haben, ist das Eigendrehmoment bzw. der Spin der Kugel 400 groß und ein geringes Spinverschleißverhalten ist nicht vorgesehen. Zum Verbessern eines gewöhnlichen Spinverschleißverhaltens, auch wenn es ein bisschen ist, wird ein positiver Abstand des Lagers festgelegt und im Ergebnis wird die Momentsteifigkeit des Lagers gering.

Zum Lösen dieser Probleme, um ein großes Eigendrehmoment des Vier-Punktkontakt-Kugellagers auszuschließen, wurde ein neues und nützliches Wälzlager bereits entwickelt (japanisches offengelegtes Patent Nr. 50264101 und dessen Familiendokument DE 33 08 735 A1 ), das die Aufnahme einer radialen Querbelastung mit einem geringeren Drehmoment, einer axialen Schubbelastung, die in beiden Richtungen wirkt, und einer Momentlast ermöglicht.

Dieses Wälzlager hat den folgenden Aufbau. Eine Vielzahl von Wälzelementen ist zwischen ein Paar von Lagerringen eingebracht, und die jeweiligen Lagerringe haben Laufringnuten, die Laufringoberflächen mit einem größeren Durchmesser als der Radius des Wälzelementes aufweisen. Wenigstens einer der Lagerringe ist aus zwei Laufringoberflächen zusammengesetzt, und das Wälzelement hat einen äußeren Durchmesserbereich, der eine Wälzkontaktoberfläche ist, die nicht nur Krümmungen in der radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung hat sondern auch in der axialen Richtung hat und gleichzeitig wenigstens eine Ebene hat. Die Wälzelemente sind abwechselnd an dem Umfang der Laufringoberfläche über Kreuz zueinander angeordnet, und die äußeren Durchmesserbereiche der Wälzelemente sind immer in Kontakt an zwei Punkten insgesamt einer nach dem anderen mit der Laufringoberfläche des gegenüberliegenden Lagerringes auf der einen Seite und mit der Laufringoberfläche des Lagerringes auf der anderen Seite. Dieses Wälzlager hat die folgenden neuen und nützlichen Wirkungen.

➀ Wenn die Wälzelemente abwechselnd am Umfang der Laufringoberfläche angeordnet sind, so dass sie einander zwischen den inneren und äußeren Ringen kreuzen, ist es möglich, die radiale Querbelastung, die axiale Schubbelastung, die in beiden Richtungen wirkt, und die Momentlast mittels eines Lagers aufzunehmen.
➁ Wenn die jeweiligen Wälzelemente immer in Kontakt an den nur zwei Positionen mit den inneren und äußeren Lagerringen sind, ist das Gleiten infolge des relativ großen Eigendrehmomentes, das in dem herkömmlichen Vier-Punktkontakt-Kugellager oder dem Drei-Punktkontakt-Kugellager aufgetreten ist, so dass das Anti-Spinverschleißverhalten erhöht werden kann.
➂ Wenn der Abstand der Lagers klein oder, wenn nötig, negativ festgelegt werden kann, kann eine hohe Momentsteifigkeit realisiert werden.
➃ Wenn das Wälzelement und der Lagerring einen Punktkontakt haben, ist der Wälzwiderstand gering im Vergleich zu einer Schrägwalze, so dass ein geringes Drehmoment realisiert werden kann.

Das Wälzelement, das in das Wälzlager eingebracht ist, wird mit einem maschinellen Verfahren hergestellt. Das Herstellen sphärischer Kugeln ist beispielsweise aus dem japanischen, offengelegten Patent Nr. 254858/2000 bekannt. Bei dem darin beschriebenen Kugelmassenproduktionsverfahren werden keramische Kugeln gemischt mit Stahlkugeln in Nuten von zwei fest zueinander beabstandeten Prozessscheiben 600, 700 hindurchgeführt (27B und 27C). Dabei werden Wälzflächen 502 ausgebildet, so dass im Wesentlichen sphärische Kugeln hergestellt werden.

Aus dem Buch „Wälzlager, Theorie und Praxis" von M. Albert/H. Köttritsch, erschienen im Springer Verlag Wien-New York 1987, ist auf Seite 333 das Herstellen von Rohteil-Kugeln aus Kugeldraht beschrieben. Ein abgelängtes Stück Kugeldraht wird zwischen zwei Formhälften positioniert, welche jeweils eine halbkugelförmige Ausnehmung aufweisen. Durch Zusammendrücken der Formhälften wird eine Rohteil-Kugel erhalten, die an ihrem äußeren Durchmesser einen gradartigen Überstand aufweist, welcher aus dem Herausdrücken von Material zwischen den beiden Formhälften resultiert.

Das Herstellen von hohlen Kugeln ist aus der US 3,470,720 und der DE 20 14 419 A bekannt.

Zum Herstellen des Wälzelementes wird an einer sphärischen Kugel 500 mit Trennschnitt wenigstens eine ebene Fläche 501 ausgebildet (27A). Wie in 27A gezeigt ist, wird dabei der kugelförmige Teil des äußeren Durchmesserbereiches (oder die gegenüberliegende Endfläche), der eine Wälzfläche 502 wird, zum Herstellen der Ebene 501 mittels eines Schleifwerkzeuges 800 eingespannt und damit ist die Ebenenherstellungspräzision hoch, aber die Kosten zum Herstellen der Wälzelemente sind hoch, und die Produkte sind teuer im Vergleich zu gewöhnlichen runden Kugeln.

In dem herkömmlichen Herstellungsverfahren werden scharte Kanten 900 an einem Kreuzungspunkt zwischen der Ebene 501 und dem äußeren Durchmesserbereich 502 (der Wälzfläche) mit der Krümmung erzeugt. Entsprechend ist ein Verrundungsverfahren an der Kante 900 nach dem Herstellen der kugelförmigen Form der Wälzfläche 502 erforderlich, und die Kosten werden weiter erhöht.

In dieser Situation sind die Einheitskosten des Wälzelementes 500 höher als die der runden Kugel, und im Ergebnis sind die Kosten des Wälzlagers, das mit dieser Art von Wälzelementen 500 ausgestattet ist, hoch.

Weiterhin wurde herausgefunden, dass auch in dem vorgeschlagenen Wälzlager (offengelegtes Patent Nr. 50264/2001) die Kugel als das Wälzelement die Ebene in wenigstens einem Teil der Kugel hat und immer eine Wechselwirkung zwischen der Laufringoberfläche des gegenüberliegenden Lagerringes auf der einen Seite und einer anderen Laufringoberfläche des Lagerringes der anderen Seite verhindert, und gleichzeitig verbleibt hier noch ein Raum zum Verbessern der Gleitfähigkeit zum Vermeiden eines Abriebs der Halterung in dem Kontaktbereich (der Kreuzungskantenpunkt zwischen der Ebene des Wälzelementes und dem äußeren Durchmesserbereich mit der Ebene und der Krümmung) zwischen dem Wälzelement und der Halterung.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe eines ersten Aspektes der Erfindung, die Probleme zu lösen, die sich in herkömmlichen Techniken ergeben, und Wälzelemente mit wenigstens einer Ebene zur Verfügung zu stellen, die in einem Hochpräzisionsverfahren hergestellt ist, sowie ein Verfahren zum Vermischen von hocheffizienzverrundeten Wälzelementen aus Stahlkugeln, wobei Wälzelemente mit wenigstens einer Ebene einfach mit hoher Effizienz hergestellt werden, und ein Wälzlager das mit Wälzelementen mit wenigstens einer Ebene ausgestattet ist, die mit einem Hochpräzisionsverfahren hergestellt ist.

Die obengenannten Aufgaben können gemäß eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung durch ein die Merkmale des Anspruches 1 aufweisendes Verfahren zum Herstellen von Wälzelementen für Wälzlager, Wälzelementen und ein Wälzlager erzielt werden. Im Speziellen kann die Aufgabe durch das genannte Verfahren zum Herstellen von Wälzelementen für ein Wälzlager, Wälzelementen, die durch dieses Verfahren hergestellt werden, oder ein Wälzlager, das die Wälzelemente beinhaltet, gelöst werden.

Das Verfahren zum Herstellen von Wälzelementen für ein Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Mischschritt und einen Platzier- und Bearbeitungsschritt auf. In dem Mischschritt werden verrundete Elemente aus Stahlkugeln und kugelförmiger Wälzelemente, von denen jedes Wälzkontaktflächen mit Krümmungen in deren axialer Richtung und einer radialen Richtung senkrecht zu der axialen Richtung hat und wenigstens eine Ebene hat, gemischt. In dem Platzier- und Bearbeitungsschritt werden die so vermischten Elemente in einem Raum zwischen zwei Prozessscheiben platziert, die einander gegenüber sind und werden in einer solchen Weise bearbeitet, dass die Oberflächen der verrundeten Elemente und die kugelförmigen Wälzelemente verrundet werden.

Die andere technische Vorrichtung, die durch den ersten Aspekt der Erfindung zum Lösen der obengenannten Aufgabe eingeführt wird, ist zum Bereitstellen von Wälzelementen des Wälzlagers, das die Wälzelemente verwendet, die gemäß dem obengenannten Verfahren hergestellt sind, und auch ein Wälzlager, das diese beinhaltet.

Es ist vorteilhaft, dass das obengenannte Wälzlager weiter aufweist:
einen ersten Lagerring mit einer Laufringnut, die durch zwei erste Laufringoberflächen definiert ist, die jeweils einen größeren Durchmesser als der Radius des Wälzelementes haben, wobei ein äußerer Durchmesserbereich von jedem Wälzelement ständig eine der ersten Laufringoberflächen kontaktiert; und
einen zweiten Lagerring mit einer Laufringnut mit wenigstens einer zweiten Laufringoberfläche, die einen größeren Durchmesser als der Radius des Wälzelementes hat, wobei ein äußerer Durchmesserbereich von jedem Wälzelement ständig eine der wenigstens einen zweiten Laufringoberfläche kontaktiert,
wobei die Wälzelemente rotierbar zwischen den ersten und zweiten Lagerringen eingebracht sind und abwechselnd in deren Umfangsrichtung über Kreuz zueinander angeordnet sind, und
wobei die äußeren Durchmesserbereiche der Wälzelemente ständig die ersten und zweiten Lagerringe an den zwei Punkten insgesamt einer nach dem anderen kontaktieren.

Zusätzlich ist es bei dem Wälzlager von Vorteil, dass eine Gleitmittel speichernde Aussparung in wenigstens einer Ebene ausgebildet ist.

Es ist eine Aufgabe eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung, die Probleme der herkömmlichen Technik zu lösen und auch die Gleitfähigkeit zu verbessem.

Die Aufgabe wird, gemäß der vorliegenden Erfindung, mit einem Wälzlager mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst.

Das Wälzlager weist einen ersten Lagerring, einen zweiten Lagerring und eine Vielzahl von kugelförmigen Wälzelementen auf, die rotierbar dazwischen eingebracht sind. Jedes der Vielzahl von kugelförmigen Wälzelementen hat eine Wälzkontaktfläche mit Krümmungen in deren axialer Richtung und einer radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung und hat wenigstens eine Ebene. Der erste Lagerring hat eine Laufringnut, die durch zwei erste Laufringoberflächen definiert ist, die jeweils einen größeren Durchmesser als der Radius des Wälzelementes haben, und ein äußerer Durchmesserbereich von jedem Wälzelement kontaktiert ständig eine der ersten Laufringoberflächen. Der zweite Lagerring hat eine Laufringnut mit wenigstens einer zweiten Laufringoberfläche, die einen größeren Durchmesser als der Radius des Wälzelementes hat, und ein äußerer Durchmesserbereich von jedem Wälzelement kontaktiert ständig eine der wenigstens einen zweiten Laufringoberfläche, wodurch die äußeren Durchmesserbereiche der Wälzelemente ständig an zwei Punkten insgesamt einer nach dem anderen kontaktieren. In dem Wälzlager ist eine Gleitmittel speichernde Aussparung an wenigstens einer Ebene ausgebildet. Die Wälzelemente sind rotierbar zwischen den ersten und zweiten Lagerringen eingebracht und abwechselnd in deren Umfangsrichtung über Kreuz zueinander angeordnet. Die äußeren Durchmesserbereiche der Wälzelemente sind ständig in Kontakt mit den ersten und zweiten Lagerringen an den zwei Punkten insgesamt einer nach dem anderen.

In dem Wälzlager ist vorzugsweise ein Verbindungsbereich vorgesehen, der sich zwischen der Wälzkontaktfläche und einer der wenigstens einen Ebene befindet und einen vorbestimmten Krümmungsradius hat.

Das Ausbilden von Formen des Verbindungsbereiches kann von dem Schneide-Schleif- oder dem Formprozess abhängig sein.

Weiterhin ist es wünschenswert, die Kosten des Wälzelementes des Wälzlagers gering zu halten, das den äußeren Durchmesserbereich hat, der eine Wälzkontaktfläche wird, die die Krümmungen nicht nur in der radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung sondern auch in der axialen Richtung hat und die Ebene in wenigstens in einem Bereich hat, und die Kosten des gesamten Wälzlagers zu reduzieren, das diese Art von Wälzelement beinhaltet.

Eine diesbezügliche technische Vorrichtung kann folgendermaßen aufgebaut sein. Drahtmaterial einer gewünschten Länge wird in einer Form eines Kopfstückes eingebracht, das in einer gewünschten Form aufgebaut ist. Das Formen wird an der Rohteil-Kugel (auch „leere Kugel" genannt) des Wälzelementes ausgeführt, die den äußeren Durchmesserbereich hat, der die Wälzkontaktfläche wird, die Krümmungen nicht nur in der radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung sondern auch in der axialen Richtung hat und die Ebene in wenigstens einem Bereich hat, und ein Zusatzkörper wird von dem äußeren Durchmesserbereich der Rohteil-Kugel entfernt, wodurch das Wälzelement für das Wälzlager hergestellt wird.

Zusätzlich hat ein Verbindungspunkt zwischen der Ebene und dem äußeren Durchmesserbereich einen vorbestimmten Krümmungsradius.

Das Verfahren zum Herstellen des Wälzelementes weist auf: Ein Einbringen des Drahtmaterials gewünschter Länger in die Form des Kopfstückes, das in der gewünschten Form aufgebaut ist; ein Ausführen des Formens an der Rohteil-Kugel mit dem äußeren Durchmesserbereich, der die Wälzkontaktfläche wird, die Krümmungen nicht nur in der radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung sondern auch in der axialen Richtung hat und die Ebene in wenigstens einem Bereich hat; und ein Entfernen des Zusatzkörpers von dem äußeren Durchmesserbereich der Rohteil-Kugel.

Beim Formen der Rohteil-Kugeln von Wälzelementen wird zusätzlich ein Verbindungspunkt zwischen der Ebene und dem äußeren Durchmesserbereich, der die Krümmung hat, durch die willkürliche Krümmung R verbunden, und die Rohteil-Kugel des Wälzelementes kann hergestellt werden.

In dem Wälzlager, in das die Wälzelemente eingebracht werden, wobei eine Vielzahl von Wälzelementen zwischen ein Paar von Lagerringen eingebracht ist, haben die jeweiligen Lagerringe Laufringnuten, die Laufringoberflächen aufweisen, die einen größeren Durchmesser als der Radius des Wälzelementes haben, zwischen denen wenigstens einer der Lagerringe aus zwei Laufringoberflächen aufgebaut ist, und das Wälzelement hat den äußeren Durchmesserbereich, der die Wälzkontaktoberfläche wird, die Krümmungen nicht nur in der radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung sondern auch in der axialen Richtung hat, wobei die jeweiligen Wälzelemente abwechselnd an den Umfang der Laufringoberfläche über Kreuz zueinander angeordnet sind, und die äußeren Durchmesserbereiche der Wälzelemente ständig an den zwei Punkten insgesamt einer nach dem anderen mit der Laufringoberfläche des gegenüberliegenden Lagerringes auf der einen Seite und mit der Laufringoberfläche des Laufringes der anderen Seite in Kontakt sind,
wobei das Wälzelement dadurch gekennzeichnet ist, dass die Drahtmaterialien gewünschter Länge in die Form des Kopfstückes eingebracht werden, das in einer gewünschten Form aufgebaut ist, das Formen an der Rohteil-Kugel des Wälzelementes ausgeführt wird, die den äußeren Durchmesserbereich hat, der die Wälzkontaktfläche wird, die die Krümmungen nicht nur in der radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung sondern auch in der axialen Richtung hat und die Ebene in wenigstens einem Bereich hat, und ein Zusatzkörper von dem äußeren Durchmesserbereich der Rohteil-Kugel entfernt wird, wodurch das Wälzelement für das Wälzlager hergestellt wird. Beim Formen der leeren Kugeln der Wälzelemente wird der Kreuzungspunkt zwischen der Ebene und dem äußeren Durchmesserbereich mit der Krümmung durch die willkürliche Krümmung R verbunden.

In Abhängigkeit vom Formen kann das Wälzlager mit geringen Kosten hergestellt werden, obwohl es eine komplizierte Ebenenform hat.

Es ist zu beachten, dass in der Beschreibung ein "verrundetes Element" ein im Wesentlichen wirklich gerundetes Element mit einer großen Kugelgleichförmigkeit ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine vergrößerte Perspektivansicht, die eine erste Ausführungsform des Wälzelementes mit zwei Ebenen zeigt;
2 ist eine vergrößerte Perspektivansicht, die eine zweite Ausführungsform des Wälzelementes mit zwei Ebenen zeigt;
3 ist eine vergrößerte Perspektivansicht des Wälzelementes mit einer Ebene;
4 ist eine Perspektivansicht, die einen elementaren Aufbau der Kugelherstellungsvorrichtung zum Durchführen eines Bearbeitungsverfahrens der Wälzelemente zeigt;
5 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von beiden Prozessscheiben in der Kugelherstellungsvorrichtung, die in 4 gezeigt ist;
6 ist ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen dem Mischverhältnis der Stahlkugeln und der Wälzelemente, der Prozesszeit und der wechselseitigen Differenz zeigt, die in den hergestellten Kugeln zu erwarten ist;
7 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform des Wälzlagers zeigt;
8 ist eine Perspektivdarstellung, die eine Ausführungsform einer Halterung zeigt;
9 ist eine Perspektivansicht, die eine Ausführungsform einer Trennvorrichtung zeigt;
10 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt;
11 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform des Wälzelementes zeigt;
12 ist eine Perspektivansicht, die eine Ausführungsform der Halterung des Wälzelementes zeigt, das in 11 gezeigt ist;
13 ist eine Perspektivansicht, die eine Ausführungsform der Trennvorrichtung zeigt;
14 ist eine vertikale Querschnittsansicht der Erfindung, in die das Wälzelement einer anderen Ausführungsform eingebracht ist;
15 ist eine Querschnittsansicht, die das Wälzelement zeigt, das in das Wälzlager von 14 eingebracht ist;
16 ist eine Draufsicht, die teilweise im Querschnitt die Ausführungsform der Halterung für das Wälzelement zeigt, das in 15 gezeigt ist;
17A und 17B sind Draufsichten, die teilweise im Querschnitt eine andere Ausführungsform der Halterung für das Wälzelement zeigen, das in 15 gezeigt ist;
18 ist eine Draufsicht, die teilweise im Querschnitt die andere Ausführungsform der Halterung für das Wälzelement zeigt, das in 15 gezeigt ist;
19 ist eine Querschnittsansicht der Halterung, die in 18 gezeigt ist;
20 ist eine Perspektivansicht, die eine Ausführungsform der Trennvorrichtung für das Wälzelement zeigt, das in 15 gezeigt ist;
21 ist eine Seitenansicht, die eine Ausführungsform des Wälzelementes für das Wälzlager (eine Ausführungsform mit zwei Ebenen) eines dritten Aspektes zeigt;
22 ist eine Seitenansicht, die eine Ausführungsform des Wälzelementes des Wälzlagers (eine Ausführungsform mit einer Ebene) des dritten Aspektes zeigt;
23 ist eine schematische Ansicht, die eine Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen des Wälzelementes für das Wälzlager des dritten Aspektes zeigt;
24 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht eines Beispiels eines herkömmlichen Schrägwälzlagers;
25 zeigt eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines herkömmlichen Vier-Punktkontakt-Kugellagers;
26 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht eines Beispiels eines herkömmlichen Drei-Punktkontakt-Kugellagers; und
27 ist das Verfahren zum Herstellen dieser Art von herkömmlichen Wälzlagern, 27A zeigt ein Ebenenschneideverfahren für die leere Kugel des Wälzlagers mit den zwei Ebenen, die 27B und 27C zeigen das Ebenenschleifverfahren zum Herstellen der Kugelform der Wälzfläche, nachdem das Ebenenschleifverfahren durchgeführt wurde.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben.
Diese Ausführungsform ist nur zum Erklären der Erfindung offenbart und sollte nicht als beschränkend interpretiert werden, sondern kann willkürlich innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung modifiziert werden.
1 zeigt eine erste Ausführungsform des Wälzelementes eines ersten Aspektes der Erfindung, und ein Kugelformverfahren wird mittels einer Kugelherstellungsvorrichtung ausgeführt, die in 4 gezeigt ist.
Das Wälzelement 6 ist z.B. aus einem Stahlmaterial wie SUJ-2 (ein vergütetes und getempertes Produkt) aufgebaut, wobei der äußere Durchmesserbereich 6a zur Wälzkontaktfläche wird, die Krümmungen nicht nur in der radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung sondern auch in der axialen Richtung hat und in kugelförmiger Form mit wenigstens einer Ebene 6b ausgebildet ist, und die kugelförmige Oberfläche 6e (außer der Ebene) des Wälzelementes 6 wird bearbeitet, um verrundet zu werden. Das Bezugszeichen 6c bezeichnet eine zentrale Rotationsachse.
Beispielsweise ist das Wälzelement 6 ausgebildet, dass es eine an den oberen und unteren Bereichen abgeschnittene Kugel ist, um ein Paar von Ebenen 6b, 6b (die gegenüberliegenden Flächen) zu definieren (es wird Bezug auf eine solche Struktur genommen, die durch die gegenüberliegenden Flächen 6b, 6b durch Schneiden der oberen und unteren Bereiche der Kugel definiert ist, und diese wird in der folgenden Beschreibung verwendet), und der Verrundungsprozess wird an der kugelförmigen Oberfläche mit der Verrundungsprozessvorrichtung ausgeführt.
Das Wälzelement ist nicht auf die Schnittbreite der oberen und unteren Bereiche beschränkt, die Schneiderate kann willkürlich gleich oder ungleich sein, wenn sie innerhalb des Bereiches der Erfindung liegt. Das heißt, die gegenüberliegenden Flächen 6b, 6b der Wälzelemente 6 können innerhalb des Erfindungsbereiches symmetrisch oder asymmetrisch sein.
2 ist eine zweite Ausführungsform des Wälzelementes des ersten Aspektes der Erfindung mit zwei asymmetrischen Ebenen, wobei das Wälzelement dieser Ausführungsform speziell bei einer starken Rotation nützlich ist.
Das Wälzelement 6 der Ausführungsform besitzt die asymmetrischen Ebenen 6b, 6d (die gegenüberliegenden Flächen), und wenn die große Seite 6d der Ebenen 6b, 6d (der Relativbereiche) gegenüber einem inneren Ring 2 des Lagers, das in 7 gezeigt ist, angeordnet ist, ist die Rotation des Wälzelementes 6 stabil, so dass ein geringeres Drehmoment realisiert werden kann.
Weiterhin kann das Wälzelement 6, wie in 3 zu sehen ist, eine kugelähnliche Form haben, die mit einer Ebene nur durch ein Schneiden entweder nur des oberen oder des unteren Bereiches ausgebildet ist.
Die gesamte Form des Wälzelementes 6, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Ebenen 6b, 6b (6d), und die Größen der Krümmung in der axialen Richtung des äußeren Durchmesserbereichs 6a sind nicht auf die obengenannten Formen im Ganzen beschränkt, und können optional innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches modifiziert werden. Zum Beispiel ist es ausreichend, dass das Wälzelement 6 zwei nicht parallele Flächen anstelle der gegenüberliegenden Flächen 6b, 6b hat und die zentrale Rotationsachse 6c senkrecht im Hinblick auf beide Flächen ist.
Eine Grenze 6f zwischen der Ebene 6b und der kugelförmigen Oberfläche 6e (dem äußeren Durchmesserbereich 6a) ist ausreichend, um eine Kante übrigzulassen oder um einen glatten kontinuierlichen Boden ohne eine Kante auszubilden.
Im Hinblick auf 4 erfolgt eine Beschreibung einer Ausführungsform des Kugelherstellungsverfahrens (des Wälzelementherstellungsverfahrens) der kugelförmigen Oberfläche des Wälzelementes 6.
In dieser Ausführungsform sind die Wälzelemente mit der Ebene 6b (die im Folgenden "Wälzelement" oder "Wälzelemente" genannt werden) zusammen mit den gerundeten Elementen der Stahlkugeln 15 (im Folgenden "Stahlkugel(n)" oder "gerundete(s) Element(e)" genannt) zwischen den zwei Prozessscheiben C1, C2, die über einen vorbestimmten Abstand einander gegenüber sind vermischt, um das Verfahren (Polieren oder Schleifen) auszuführen, wobei die kugelförmige Oberfläche 6e des Wälzelementes 6 bearbeitet wird, um verrundet zu werden.
Gemäß der Ausführungsform kann der Oberflächenverrundungsprozess der Stahlkugeln 15 auch von dem Mischen und dem gemeinsamen Bearbeiten mit den Wälzelementen 6 abhängen.
4 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer bekannten Kugelherstellungsvorrichtung (einer Läppmaschine) zum Bearbeiten der Wälzelemente 6 zeigt, die zu verrunden sind.
C1 und C2 kennzeichnen kreisförmige Prozessscheiben (Läppscheiben), die über einen vorbestimmten Abstand einander gegenüber sind.
Beide Prozessscheiben C1, C2 sind mit koaxialen und kreisförmigen Nuten C3 an den willkürlich gegenüberliegenden Flächen ausgebildet. C4 kennzeichnet eine Scheibe, die wie ein Förderband an einer senkrechten Position rotiert und viele Wälzelemente 6 und Stahlkugeln 15 bereithält.
Der Rotation des Förderbandes C4 folgend werden die Wälzelemente 6 und die Stahlkugeln 15 aufeinanderfolgend zwischen die beiden Prozessscheiben C1, C2 geschickt, wobei sie sich in einer Schlange aufreihen.
Während die Wälzelemente 6 und die Stahlkugeln 15 zwischen den beiden Prozessscheiben C1, C2 gehalten werden und ein Druck auf die Prozessscheiben in der axialen Richtung ausgeübt wird, wenn wenigstens eine der Prozessscheiben C1 oder C2 rotiert, werden die Wälzelemente 6 und die Stahlkugeln 15 an den Oberflächen bearbeitet, um verrundet zu werden.
Während dem Bearbeiten werden, wie in 5 gezeigt, die Wälzelemente 6 und die Stahlkugeln 15 in den Nuten C3 der Prozessscheiben C1, C2 geführt und bearbeitet (poliert oder geschliffen), wenn sie gerollt werden.
Es ist bereits bekannt, dass dabei eine Feinkorn-Abtragsgeschwindigkeit an der Oberfläche des kugelförmigen Elementes einen Einfluss auf die schließlich erreichte Kugelförmigkeit besitzt, und je langsamer das Bearbeiten um so höher ist die Endpräzision.
Übrigens braucht man im Allgemeinen zum Bearbeiten der kugelförmigen Elemente viel Zeit, wobei es nicht ungewöhnlich ist, einige Tage dafür zu benötigen. Wenn die Prozessgeschwindigkeit verringert wird, wird die Zeit weiter ausgedehnt und schließlich wird der Prozessdruck durch eine Deformation der Läppvorrichtung infolge der Änderung der Lufttemperatur geändert, und die Gleichförmigkeit leidet beträchtlich, so dass die Kugelgleichförmigkeit auf etwa einige 10 nm beschränkt ist.
Natürlich kann man unter diese Grenze kommen, indem nur die Wälzelemente 6 mit der Ebene in der Vorrichtung C geformt werden.
Damit prozessiert diese Ausführungsform die Wälzelemente 6 und die Stahlkugeln 15, die an der Oberfläche zu verrunden sind, durch ein Mixen (Polieren oder Schleifen) der Wälzelemente 6 und der Stahlkugeln 15 miteinander.
Aus der Sicht des Wälzelementes 6 wird die Prozesslast zwischen den Prozessscheiben C1, C2 fast nur durch die Stahlkugeln 15 gestützt, so dass die Prozesslast zwischen den Prozessscheiben C1, C2, die auf die Wälzelemente 6 verteilt wird, verringert wird.
Damit kann der Feinkorn-Abtragsprozess an der Oberfläche der Wälzelemente 6 ausgeführt werden.
Wenn weiterhin die Stahlkugeln 15 die Prozesslast zwischen den Prozessscheiben C1, C2 stützen und die relative Position dazwischen beschränken, und sogar wenn die Kugelherstellungsvorrichtung einen Einfluss darauf hat, dass der Abstand dazwischen mehr oder weniger deformiert ist, wird die relative Größe stabilisiert, und die Wälzelemente 6 können mit einem feinen Abtrag von der Oberfläche hergestellt werden, so dass nur geringe ungünstige Einflüsse auf die Wälzelemente 6 ausgeübt werden.
6 ist ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen dem Mischverhältnis der Stahlkugeln 15 und der Wälzelemente 6, der Prozesszeit, und der wechselseitigen Differenz zeigt, die bei den bearbeiteten Kugeln 15 und den Wälzelementen 6 zu erwarten ist. Dieses Diagramm wurde unter den folgenden Bedingungen ermittelt.
(A) Verwendete Materialien

Die Stahlkugeln und die Wälzelemente: SUJ-2 (vergütete und getemperte Produkte) und HRC61 bis 62

(B) Schleifstein

Diamantschleifstein + Metallbindung

(C) Durchschnittliche Prozesskraft pro einem verrundeten Element

200 gr/Stück

Die Prozessgeschwindigkeit (Prozesszeit) folgt dem Mischverhältnis der Stahlkugeln 15 und der Wälzelemente 6, wie es mit der durchgezogenen Linie in 6 gezeigt ist. Aber im Hinblick auf die wechselseitige Differenz zwischen der schließlich erhaltenen Kugelförmigkeit und den bearbeiteten Kugeln ist folgendes ersichtlich: je kleiner die Abtragsmenge der Kugeloberfläche, die zwischen den Prozessscheiben C1, C2 durchgeführt wurde, um so besser. Speziell ist die wechselseitige Differenz bei den bearbeiteten Kugeln nicht geringer als die Abtragsmenge, ist aber, wie es mit der gestrichelten Linie gezeigt ist, gleich groß.
6 geht von der Kugelherstellungsvorrichtung aus, die es ermöglicht, die Wälzelemente mit einer wechselseitigen Differenz bei den bearbeiteten Kugeln von 30 nm für 24 Stunden herzustellen, wobei als ein Beispiel das Wälzelement 100% ist.
Damit ist es, indem eine Balance der Prozesszeit und der erforderlichen Präzision in Betracht gezogen wird, ausreichend, den Prozess durch ein Ändern des Mischverhältnisses der Stahlkugeln 15 und der Wälzelemente 6 auszuführen, und in dem Fall, in dem die Stahlkugeln 15 75% und die Wälzelemente 25% sind, benötigt man 150 Stunden Prozesszeit, aber es kann eine wechselseitige Differenz bei den bearbeiteten Kugeln von weniger als 90 nm erwartet werden.
Wie im Detail ausgeführt, sind gemäß dem Verfahren zum Herstellen kugelförmiger Wälzelemente dieser Ausführungsform die Wälzelemente 6 mit einem Mischverhältnis von 1/3 mit Stahlkugeln 15 gemischt und bearbeitet (poliert oder geschliffen), und im Vergleich mit dem Bearbeiten von nur Wälzelementen schreitet der stabile Prozess Stück für Stück fort, und die Störung ist kleiner um beeinflusst zu sein, so dass der Prozess mit hoher Präzision durchgeführt werden kann.
Wird das Verfahren dieser Ausführungsform durchgeführt, kann die Grenze 6f zwischen der Ebene 6b und der kugelförmigen Oberfläche 6e (dem äußeren Durchmesserbereich 6a) als ein kontinuierlicher und glatter Bogen ausgebildet werden, und eine Nachbehandlung ist nicht erforderlich.
In der Läppvorrichtung C ist es, wenn die Kugelherstellungsvorrichtung in der Praxis verwendet wird, notwendig, die Prozesslast, die auf ein Stück der bearbeiteten Kugel ausgeübt wird, zum Bereitstellen einer hohen Prozesspräzision konstant aufrecht zu erhalten, und es ist effektiv, die Kugelanzahl zwischen den Prozessscheiben zu erhöhen, wobei es wünschenswert ist, ein Los großzumachen, aber gemäß dem Verfahren zum Bearbeiten der Kugeln dieser Ausführungsform ist der Hochpräzisionsprozess nur bei einem kleinen Los möglich.
In der obengenannten Ausführungsform ist das Mischverhältnis der Wälzelemente 6 zu den Stahlkugeln 15 1/3, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und das Mischverhältnis der Wälzelemente 6 zu den Stahlkugeln 15 kann passend aus dem Bereich von 10 bis 100%, vorzugsweise 10 bis 95%, und vorteilhafterweise 10 bis 75% ausgewählt werden.
Im Hinblick auf 7 erfolgt nun eine Beschreibung einer Ausführungsform des Wälzlagers, das die Wälzelemente 6 beinhaltet.
Das Wälzlager ist durch ein Einbringen einer Vielzahl von Wälzelementen 6, 6 ... in die Laufringnuten 3 aufgebaut, die zwischen dem inneren Durchmesserbereich des Lagerringes (des äußeren Ringes) 1 und dem äußeren Durchmesserbereich des Lagerringes (des inneren Ringes) 2 definiert sind.
Ein oder beide Lagerringe 1, 2 sind in der axialen Richtung an einer willkürlichen Position in der Breitenrichtung geteilt und mit Bolzen, Nieten und dergleichen aufgebaut. In der Ausführungsform ist der äußere Ring 1 in zwei Stücke geteilt.
Die Laufringnuten 3 sind in den Laufringoberflächen 4, 5 definiert, welche größere Radien als der Radius des Wälzelementes 6 haben. Diese Ausführungsform hat einen Auf bau, dass die Laufringoberfläche 4 des Lagerringes (äußeren Ringes) 1 zwei Laufringoberflächen 4a, 4b aufweist, welche größere Radien als der Radius des Wälzelementes 6 haben.
Die Laufringoberflächen 4a, 4b haben Formen, die für ein Rollen der Wälzelemente 6 geeignet sind, und können irgendwelche Bögen- oder V-Querschnittsformen haben, kurvenförmig oder linear, wobei keine Beschränkung vorgesehen ist. Z.B. könnte ein Spitzbogen möglich sein.
Die Ausführungsform hat weiterhin so einen Aufbau, dass ein Schleifrand an dem Kreuzungspunkt der Laufringoberflächen 4a, 4b des äußeren Ringes ausgebildet wird, um Schleifprozess leicht zu machen. Aber eine Laufringnut mit einer kontinuierlichen elliptischen Form ohne den Schleifrand ist auch möglich.
Die Ausführungsform hat so einen Aufbau, dass die Laufringoberfläche 4 des Lagerringes (des äußeren Ringes) 1 die zwei Laufringoberflächen 4a, 4b aufweist, die größere Radien als der Radius des Wälzelementes 6 haben. Aber im Gegensatz zu dieser Ausführungsform sind solche Strukturen möglich, in denen die Laufringoberfläche 5 des Lagerringes (des inneren Ringes) 2 die zwei Laufringoberflächen mit größerem Radius als der Radius des Wälzelementes 6 aufweist, oder dass die Laufringoberflächen 4, 5 des Lagerringes (des äußeren Ringes) 1 und des Lagerringes (des inneren Ringes) 2 die zwei Laufringoberflächen mit den größeren Radien als der Radius des Wälzelementes 6 aufweisen. Das heißt, es ist keine Beschränkung vorgesehen, wenn die Laufringoberfläche 4 oder 5 von wenigstens einem der Lagerringe (des äußeren Ringes) 1 und des Lagerringes (des inneren Ringes) 2 die zwei Laufringoberflächen mit größeren Radien als der Radius des Wälzelementes 6 aufweist.
Der Schleifrand kann ähnlich zu dem Obengenannten ausgebildet werden, wenn der Lagerring (der innere Ring) 2 die zwei Laufringoberflächen aufweist.
Das Wälzelement 6 ist wie oben beschrieben aufgebaut, und die Wälzelemente 6, 6 ..., die in der Umfangsrichtung benachbart sind, sind abwechselnd eingebaut, so dass sie einander so kreuzen, dass sich die zentralen Rotationsachsen 6c senkrecht im Hinblick auf die Ebenen 6b, 6b der jeweiligen Wälzelemente 6 kreuzen, während die äußeren Durchmesserbereiche 6a der Wälzelemente 6 ständig an den zwei Punkten insgesamt einer nach dem anderen mit der Laufringoberfläche 4 (4a, 4b) des gegenüberliegenden Lagerringes 1 auf der einen Seite und mit der Laufringoberfläche 5 (5a, 5b) des Laufringes 2 auf der anderen Seite in Kontakt sind.
Die Kreuzung der zentralen Achsen (Eigenrotationsachsen) 6c der Wälzelemente 6 kann orthogonal oder nicht orthogonal sein.
Das Kreuzen der Wälzelemente 6 ist nicht speziell eingeschränkt, wenn die Anzahl in beiden Laufringnuten die gleiche ist. Es ist nämlich ausreichend, dass die Wälzelemente 6 mit je einem Stück kreuzen, und wenn sie nicht mit je einem Stück kreuzen und die Anzahl in beiden Laufringnuten die gleiche ist, kreuzen die Wälzelemente je zwei Stücke oder kreuzen zwei, ein, ein, zwei Stücke, und jede der Möglichkeiten ist innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches.
Die Bewegung der Wälzelemente 6, 6 wird durch die Halterung 7 (vergleiche 8) oder die Trennvorrichtung (Abstandshalter) 9 (vergleiche 9) geführt.
Wenn die Halterung 7 und die Trennvorrichtung (Abstandshalter) 9 so ausgebildet sind, dass sie Taschen 8 ... zum Halten und Führen der Wälzelemente 6 oder Nuten 10, 10 haben, ist keine Beschränkung vorgesehen und eine willkürliche Auswahl oder ein Wechsel sind möglich innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches.
Das Führen durch die Halterung 7 ist nicht speziell eingeschränkt, und die Halterung ist ausreichend, um den inneren Ring, den äußeren Ring oder das Wälzelement zu betreiben.
Weiterhin wird keine Beschränkung gemacht hinsichtlich des Aufbaus oder der Form der Halterung 7, beispielsweise sind ein Ein-Körpertyp oder ein Typ mit verschiedenen Teilen möglich.
Zum Beispiel hat die Halterung 7 die Taschen 8 ..., die es ermöglichen, die benachbarten Wälzelemente 6, 6 so einzubauen, dass sich die zentralen Rotationsachsen 6c, 6c miteinander im gleichen Abstand an dem Umfang eines ringförmigen Elementes mit der gleichen Anzahl wie der der Wälzelemente 6 ... kreuzen.
Beide Seiten 8a, 8b in der axialen Richtung der jeweiligen Taschen 8 ... sind abwechselnd parallel, und weder vertikal noch parallel im Hinblick auf Rotationsachse des Lagers, aber beide Seiten sind in einem festen Winkel (schräg) auf dem gleichen Niveau zu einem Kontaktwinkel des Wälzelementes 6.
Der Abstand zwischen beiden Seiten 8a, 8b in der axialen Richtung der jeweiligen Taschen 8 ... ist etwas größer als die Breite des Wälzelementes 6.
Im Hinblick auf die Form der Tasche, wenn die Tasche 8 beide Seiten 8a, 8b mit paralleler Schieflage hat und der Abstand zwischen beiden Seiten 8a, 8b in der axialen Richtung der jeweiligen Taschen 8 ... etwasgrößer als die Breite des Wälzelementes 6 ist, ist die gesamte Form der Tasche nicht als eingeschränkt zu verstehen, und Änderungen sind innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches möglich.
In dieser Ausführungsform kreuzen sich die Taschen 8 ... mit der gleichen Anzahl wie die der Wälzelemente 6 ... abwechselnd im gleichen Abstand auf dem Umfang eines Ringkörpers, aber nicht speziell beschränkt, und es ist ausreichend, dass die Wälzelemente 6 mit je einem Stück kreuzen, und wenn sie nicht mit je einem Stück kreuzen und die Anzahl in beiden Laufringnuten die gleiche ist, kreuzen die Wälzelemente je zwei Stücke oder kreuzen in einer Weise von zwei, ein, ein, zwei Stücken, und jegliche Ausführungen fallen in den erfindungsgemäßen Schutzbereich.
Infolge des Einflusses von verschiedenen Faktoren kann das Rotieren der Wälzelemente mit einem Eigendrehmoment oder einer Asymmetrie erzeugt werden, und wenn nicht eine Stellung des Wälzelementes erwünscht gesteuert wird, tritt hier die Möglichkeit auf, dass der Rotationswiderstand des Lagers groß ist oder keine glatte Rotation stattfindet.
Damit hat gemäß der Ausführungsform die Tasche 8 der Halterung 7 beide parallelen Seiten 8a, 8b fast den gleichen festen Winkel auf einem gleichen Niveau zu dem Kontaktwinkel des Wälzelementes 6, und beide parallelen Seiten 8a, 8b der Tasche können Änderungen in der Stellung des Wälzelementes 6 durch ein Eigendrehmoment oder eine Asymmetrie des Wälzelements 6 steuern, und das Lager hat eine gleichbleibende Stellung, so dass ein geringes Drehmoment des Lagers realisiert werden kann.
Die Trennvorrichtung 9 hat einen geringeren Durchmesser als das Wälzelement 6 und ist mit den benachbarten konkaven Bogennuten 10, 10 ausgebildet, die so ausgebildet sind, dass sie die gegenüberliegenden Flächen 11, 11 kreuzen, wobei die Nuten die jeweiligen Wälzelemente 6, 6 so halten, dass die zentralen Achsen 6c, 6c einander wie oben genannt kreuzen.
Der Krümmungsradius der Bogennut 10 ist etwa der gleiche wie der des äußeren Durchmesserbereiches 6a des Wälzelementes oder kann willkürlich größer sein.
Das ganze Lager kann durch die Verwendung der Trennvorrichtung 9 kompakt gemacht werden.
Das Belasten mit einer Vorlast zwischen dem Wälzelement und der Laufringobertläche ist nicht speziell eingeschränkt, und ob eine Vorlast während der Produktion verwendet wird oder nicht, fällt innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches.
Die Materialien der Lagerringe 1, 2 und der Wälzelemente 6 des Lagers sind aus gewöhnlichem Kugellagerstahl, und bei erhöhtem Korrosionswiderstand oder Hitzebeständigkeit in Reaktion auf die jeweiligen Umstände, wird eine korrosionsresistente Schicht, ein Edelstahl, ein hitzeresistenter Stahl (z.B. M50) oder eine Keramik passend ohne spezielle Beschränkungen ausgewählt.
Die Materialien der Halterung 7 werden optional aus einem maschinell hergestellten Käfig, einem Druckkäfig oder einem Harzkäfig ausgewählt und z.B. Metalle wie Messing oder Eisen, oder synthetische Harze wie Polyamid 66 (Nylon 66), Polyphenylensulfid (PPS) werden innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches ohne Definition einer Beschränkung ausgewählt.
Der innere Raum des Lagers wird als klein oder wenn nötig negativ (minus) festgelegt, so dass eine hohe Momentsteifigkeit des Lagers realisiert werden kann.
In 7 bezeichnet das Bezugszeichen 14 eine Dichtplatte, an welche irgendeine Kontaktdichtung, eine Nichtkontaktdichtung oder ein Nichtkontaktschutzschild angelegt werden kann, ohne die Formen innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches einzuschränken.
14a kennzeichnet eine Dichtungsfläche der Dichtungsplatte 14, die eine Dichtungsfläche durch ein Schließen an einen inneren Boden der Dichtungsnut des inneren Ringes ist.
Die Positionieranordnung der Dichtplatte 14 ist nicht speziell beschränkt, und wenn erforderlich, kann sie an beiden Seiten oder einer Seite positioniert sein, und jede Anordnung ist innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches. Innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches sind die Dichtflächen für den äußeren Ring und den inneren Ring vorhanden.
Die Formen der Dichtung, z.B. eine Lippenform oder andere sind nicht speziell definiert und irgendein Linienkontakt oder ein Flächenkontakt mit der Dichtfläche ist in dem erfindungsgemäßen Schutzbereich vorgesehen.
Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Kernmetalls ist auch optional, und je nach Erfordernis kann ein Typ mit oder ohne Kernmetall ausgewählt werden, ohne dass dies beschränkend zu verstehen ist.
Die Strukturen der Dichtungsnuten des inneren Ringes 1 und des äußeren Ringes 2 sind nicht beschränkt, jeweils innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches.
Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Dichtplatte 14 ist auch optional, und je nach Erfordernis ist beides innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches.
Damit sind gemäß der Ausführungsform die äußeren Durchmesserbereiche 6a der Wälzelemente 6 ständig die zwei Punkte insgesamt einer nach dem anderen mit der Laufringoberfläche 4a des gegenüberliegenden äußeren Ringes 1 und mit der Laufringoberfläche 5 des inneren Ringes 2 in Kontakt (die Kontaktpunkte sind mit 12, 12 gezeigt), und die benachbarten Wälzelemente 6 kontaktieren die Laufringoberfläche 4b des äußeren Ringes 1 und die Laufringoberfläche 5 des inneren Ringes 2 an den zwei Punkten insgesamt einer nach dem anderen (die Kontaktpunkte sind mit 13, 13 gezeigt).
Wenn die Wälzelemente 6, 6 einander an dem Kontaktwinkel kreuzen, können die radiale Querbelastung, die axiale Schubbelastung in beiden Richtungen und die Momentlast durch ein Lager aufgenommen werden.
Zusätzlich kontaktiert das Wälzelement 6 die Laufringoberflächen 4a und 5 an jeweils einem Punkt, während das andere Wälzelement 6 die Laufringoberflächen 4b und 5 an jeweils einem Punkt kontaktiert, und wenn die Kontaktpunkte die Kontaktpunkte (12·12, und 13·13) an nur zwei Punkten (den zwei Positionen) sind, ist es möglich, ein großes Eigendrehmoment zu vermeiden, das in dem existierenden Vier-Punktkontakt-Lager auftritt.
Wenn das Kontaktieren zwischen den Wälzelementen 6, 6 und den äußeren und inneren Ringen 1, 2 das gleiche wie in allgemeinen Kugellagern ist, ist der Wälzwiderstand gering im Vergleich zu einer Schrägwälzvorrichtung, so dass ein geringes Drehmoment realisiert werden kann.
Nun noch folgt eine Beschreibung einer Ausführungsform des zweiten Aspektes der Erfindung im Hinblick auf die angefügten Zeichnungen.
Diese Ausführungsform ist nur offenbart, um die Erfindung zu erläutern und soll nicht beschränkend interpretiert werden, kann aber willkürlich innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung modifiziert werden.
Das Kugellager des zweiten Aspektes der Erfindung wird z.B. bei Industriemaschinen, Robotern, medizinischen Vorrichtungen, Lebensmittelmaschinen, Halbleiter-/Flüssigkristall-Herstellungsvorrichtungen, optischen und optoelektronischen Vorrichtungen verwendet.
Das Kugellager ist durch ein Einbringen einer Vielzahl von Wälzelementen 26, 26 ... in die Laufringnuten 23 aufgebaut, die zwischen dem inneren Durchmesserbereich des Lagerringes (des äußeren Ringes) 21 und dem äußeren Durchmesserbereich des Lagerringes (des inneren Ringes) 22 definiert sind.
Ein oder beide Lagerringe 21, 22 sind in der axialen Richtung an einer willkürlichen Position in der Breitenrichtung geteilt und mit Bolzen, Nieten und dergleichen aufgebaut. Im Falle des Teilens in zwei Teile und wenn ein Flansch vorliegt, kann eine Befestigung an dem Flansch zum Absichern des geteilten Lagerringes dienen. In diesem Fall ist die Form des Flansches nicht einer speziellen Beschränkung unterlegen, und die Größen des Flansches in der axialen Richtung können willkürlich symmetrisch oder asymmetrisch sein, und das Design kann innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches modifiziert werden. Zum Erhöhen der Präzision der Befestigungspositionen zwischen dem Flansch und der gegenüberliegenden Teile, die zu befestigen sind, kann ein Zapfen an dem Flansch angebracht werden.
Wie in 10 gezeigt ist, ist die Laufringnut 23 mit den Laufringoberflächen 24, 25 ausgebildet, die größere Radien als der Radius des Wälzelementes 26 haben. Wenigstens eine der Laufringoberflächen 24, 25 der Laufringnuten 23 der Lagerringe 21, 22 ist aus den zwei Laufringoberflächen 24a, 24b oder 25a, 25b mit größeren Radien als der Radius des Wälzelementes 26 aufgebaut.
Die Laufringoberflächen 24 (oder 24a, 24b), 25 (oder 25a, 25b) haben für das Rollen der Wälzelemente 26 geeignete Formen und können irgendwelche Bogen- oder V-Querschnittsformen haben, kurvenförmig oder linear, und es ist keine Beschränkung vorgesehen, z.B. kann ein Spitzbogen verwendet werden.
Die Ausführungsform hat weiterhin so einen Aufbau, dass ein Schleifrand an dem Kreuzungspunkt der Laufringoberflächen 24a, 24b des äußeren Ringes ausgebildet ist, um den Schleifprozess einfach zu machen, aber eine Laufringnut mit einer kontinuierlichen elliptischen Form ohne den Schleifrand ist auch möglich.
Das Wälzelement 26 hat einen äußeren Durchmesserbereich 26a, der die Wälzkontaktfläche wird, die die Krümmung in der axialen Richtung hat und eine willkürliche Form mit einem kleineren Radius als die Radien der Laufringoberflächen 24 (24a, 24b), 25 (25a, 25b) hat, und die benachbarten Wälzelemente 26 sind so eingebracht, dass sie einan der kreuzen, und der äußere Durchmesserbereich 26a des Wälzelementes 26 kontaktiert ständig an den zwei Punkten insgesamt einer nach dem anderen die Laufringoberfläche 24 (24a, 24b) des gegenüberliegenden Lagerringes 21 auf der einen Seite und die Laufringoberfläche 25 (25a, 25b) des Laufringes 22 auf der anderen Seite.
Zum Beispiel ist das Wälzelement 26, das in 11 gezeigt ist, als eine an den oberen und unteren Teilen abgeschnittene Kugel ausgebildet, um ein Paar von Ebenen 26b, 26b (die relativen Flächen) zu definieren (es wird auf eine solche Struktur Bezug genommen, die mit relativen Flächen 26b, 26b durch ein Schneiden der oberen und unteren Teile der Kugel definiert ist, und diese wird in der folgenden Beschreibung verwendet), und die Ebenen 26b, 26b sind an den zentralen Bereichen mit Aussparungen 26d in Kegelform vorgesehen (in dieser Ausführungsform sich zu dem Zentrum der Kugel verjüngend) als Gleitmittelreservoir, und der Kreuzungspunkt C ist zwischen den Ebenen 26b, 26b und den äußeren Durchmesserbereichen 26a, 26a, die die Krümmung haben, mit einer willkürlichen Krümmung R verbunden.
Die jeweiligen Wälzelemente 26 sind so eingebracht, dass die zentrale Rotationsachse 26c senkrecht im Hinblick auf die Ebenen 26b, 26b ist, und der äußere Durchmesserbereich 26a des Wälzelementes 26 kontaktiert ständig an den zwei Punkten insgesamt einer nach dem andern die Laufringoberfläche 24 (24a, 24b) des gegenüberliegenden Lagerringes 21 auf der einen Seite und die Laufringoberfläche 25 (25a, 25b) des Lagerringes 22 auf der anderen Seite.
Der Aussparungsbereich 26d ist nicht auf die dargestellte Form beschränkt, z.B. ist im Gegensatz zu dem dargestellten Beispiel eine kegelförmige-trapezförmige Form möglich, die sich zu dem Zentrum der Kugel ausdehnt. Weiterhin sind je nach Bedarf Formen wie halbkugelförmige, zylindrische oder rechteckige Formen ausreichend, andererseits ist eine schlitzähnliche Nut (ein einzelnes oder mehrere Stücke) längs einer Durchmesserrichtung auch genügend. Die Aussparungsbereiche können in einer oder mehreren Positionen ausgebildet werden. Im Falle des Ausbildens der Aussparungsbereiche in mehreren Positionen können diese kontinuierlich oder unabhängig sein, und nicht nur die gleiche Form sondern optionale Formen können ausgewählt werden. In der Aussparung 26d wird ein Gleitmittel je nach Bedarf (Fett oder Öl) G aufbewahrt oder abgedichtet.
Es ist ausreichend, dass das Wälzelement 26, wie in 15 gezeigt, an je einem oberen Bereich und einem unteren Bereich geschnitten ist, um eine einseitig geschnittene Kugel zur Verfügung zu stellen, die mit einer Ebene 26e ausgebildet ist, und auch in diesem Fall ist die Ebene 26e mit einer etwas vertieften Aussparung 26d als Gleitmittelreservoir wie oben beschrieben definiert, und der Kreuzungspunkt C zwischen den Ebenen 26b, 26b und den äußeren Durchmesserbereichen 26a, 26a mit der Krümmung ist mit einer willkürlichen Krümmung R verbunden. 14 zeigt eine Ausführungsform, wo die Wälzelemente (einseitig geschnittene Kugel), die in 15 gezeigt sind, zwischen den äußeren und inneren Ringen 21, 22 eingebracht sind. Die äußeren und inneren Ringe 21, 22 sind wie oben beschrieben aufgebaut. In dieser Ausführungsform ist auf diese Weise die einzige Laufringoberfläche 24 des äußeren Ringes 21 aus den zwei Laufringoberflächen 24a, 24b aufgebaut, die größere Radien als der Radius des Wälzelementes 26 haben, während die Laufringoberfläche 25 des inneren Ringes 22 eine einzelne Laufringoberfläche ist.
Ein Beispiel des spezifischen Aufbaus des Wälzelementes 26, das in 11 gezeigt ist, ist das folgende.
Kugeldurchmesser D: 6,35 mm,
Abstand W zwischen den Ebenen: 4,5 mm
Aussparungsteil: etwa 1,5 mm, Tiefe: etwa 0,2 mm
Kreuzungspunkt zwischen dem äußeren Durchmesserbereich und der Ebene:
verbunden bei R von 1 mm
Ein Beispiel des spezifischen Aufbaus des Wälzelementes 26, das in 15 gezeigt ist, ist das folgende.
Kugeldurchmesser D: 6,35 mm,
Abstand W zwischen den Ebenen: 5,425 mm
Aussparungsteil: etwa 1,5 mm, Tiefe: etwa 0,2mm
Kreuzungspunkt zwischen dem äußeren Durchmesserbereich und der Ebene:
verbunden bei R von 1 mm
Wie in den 10 und 14 gezeigt, wird das Wälzelement 26 durch die Halterung 27 geführt und im Speziellen, im Hinblick auf die Schwankungen zu dem Kontaktwinkel des Wälzelementes 26, wird die Ebene 26b (26e) des Wälzelementes 26 durch die Taschenbreitenfläche der Halterung 27 geführt, und somit wird gewöhnlich die Schwankung um diesen Kontaktbereich als ein Problem angesehen. Wenn jedoch gemäß der Erfindung die Aussparung 26d als ein Gleitmittelreservoir in der Ebene 26b (26e) des Wälzelementes 26 vorgesehen ist, trägt der Kontaktbereich zwischen der Halterung 27 und der Ebene 26b (26e) des Wälzelementes immer zu einer guten Bildung einer Ölschicht durch ein Basisöl bei, eines Fettes G (wenn ein Fett geschmiert wird) oder eines Öls (wenn das Öl geschmiert wird), und kein abnormaler Abrieb tritt in der Halterung 27 auf.
Auch wenn das Wälzelement 26 in die Tasche der Halterung 27 hinabfällt, tritt, wenn der Kreuzungspunkt C zwischen der Ebene 26b (26e) und dem äußeren Durchmesserbereich 26a, der die Krümmung hat, bei einer willkürlichen Krümmung R verbunden ist, kein abnormaler Abtrieb durch den Kantenbereich in der Halterung 27 auf.
Bisher wurde eine scharte Kante an dem Kreuzungspunkt C zwischen der Ebene 26b (26e) und dem äußeren Durchmesserbereich 26a mit der Krümmung erzeugt, und der Kantenbereich wurde abgerundet, nachdem der Verrundungsprozess der Wälzfläche (des äußeren Durchmesserbereiches 26a) durchgeführt wurde. Aber in der Erfindung ist der Kantenbereich vorteilhafterweise bei der willkürlichen Krümmung R verbunden, so dass der Verrundungsprozess an dem Kantenbereich nicht erforderlich ist, nachdem der Verrundungsprozess der Wälzfläche ausgeführt worden ist, und ein abnormaler Abrieb tritt bei der Halterung 27 nicht auf.
Das Wälzelement 26 ist nicht speziell auf dessen obere und untere Schnittbreiten beschränkt, und das Schneideverhältnis kann willkürlich gleich oder ungleich innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung sein. Das heißt, die Relativflächen 26b, 26b des Wälzelementes 26 können symmetrisch oder asymmetrisch innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches sein. Das Wälzelement, das die asymmetrischen zwei Ebenen hat, wird speziell bei einer starken Rotation genutzt. Wenn ein großes Ende 26d der asymmetrischen Ebenen (der Relativbereiche) so angeordnet ist, dass es dem inneren Ring des Lagers gegenüber ist, wird die Rotation des Wälzelementes 6 stabil, so dass ein geringeres Drehmoment realisiert werden kann.
Die gesamte Form des Wälzelementes 26, das Vorliegen oder Nichtvorliegen der relativen Ebenen 26b, 26b und die Größen der Krümmung in der axialen Richtung des äußeren Durchmesserbereiches 26a sind nicht auf die obengenannten Formen im Ganzen beschränkt, und können optional innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches modifiziert werden. Zum Beispiel ist es möglich, dass das Wälzelement 26 zwei nicht parallele Flächen anstelle der Relativflächen 26b, 26b hat, und die zentrale Rotationsachse 26c senkrecht im Hinblick auf beide Flächen hat.
Die Wälzelemente 26, 26 ... sind so eingebracht, dass die zentralen Rotationsachsen 26c, 26c senkrecht im Hinblick auf die jeweiligen Relativflächen 26b, 26b, 26b, 26b der benachbarten Wälzelemente 26, 26 einander kreuzen, und die Kreuzung kann orthogonal oder nicht orthogonal sein.
Das Kreuzen der Wälzelemente 26 ist nicht speziell eingeschränkt, wenn die Anzahl in beiden Laufringnuten die gleiche ist. Es ist nämlich ausreichend, dass die Wälzelemente 26 mit je einem Stück kreuzen, und wenn sie nicht mit je einem Stück kreuzen und die Anzahl in den Laufringnuten die gleiche ist, kreuzen die Wälzelemente je zwei Stücke oder kreuzen als zwei, ein, ein, zwei Stücke, und jede der Ausführungsformen fällt innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches.
Die Bewegung der jeweiligen Wälzelemente 26 wird durch die Halterung 27 oder die Trennvorrichtung (Abstandshalter) 29 geführt. 12 zeigt die Halterung für das Wälzelement, das in 11 gezeigt ist, 13 zeigt die Trennvorrichtung für das Wälzelement, das in 11 gezeigt ist, die 16 und 17 zeigen die Halterungen für die Wälzelemente, die in 15 gezeigt sind, und 20 zeigt ein Beispiel einer Trennvorrichtung für das Wälzelement, das in 15 gezeigt ist.
Wenn die Halterung 27 und die Trennvorrichtung (Abstandshalter) 29 so ausgebildet sind, dass sie Taschen 28 ... zum Halten und Führen der Wälzelemente 26 oder Nuten 30 oder der Aussparung 32 haben, ist keine Beschränkung vorgesehen und eine will kürliche Auswahl oder ein Wechsel innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches ist möglich.
Das Führen durch die Halterung 27 ist nicht speziell eingeschränkt, und die Halterung ist ausreichend, um den inneren Ring, den äußeren Ring oder Wälzelement zu betreiben.
Weiterhin ist keine Beschränkung der Struktur oder der Form Halterung 27 vorgesehen, z.B. ist ein Ein-Körpertyp oder ein Typ mit verschiedenen Teilen möglich.
Zum Beispiel hat die Halterung 27, die in 12 gezeigt ist, die Taschen 28 ..., die es ermöglichen, die benachbarten Wälzelemente 26, 26 so einzubringen, dass die zentralen Rotationsachsen 26c, 26c sich im gleichen Abstand auf dem Umfang des ringförmigen Elementes mit der gleichen Anzahl wie der der Wälzelemente 26 ... kreuzen.
Beide Seiten 28a, 28b sind in der axialen Richtung der jeweiligen Taschen 28 ... abwechselnd parallel, und weder vertikal noch parallel im Hinblick auf die Rotationsachse des Lagers, aber beide Seiten sind in einem festen Winkel (schräg) von gleichem Niveau zu einem Kontaktwinkel des Wälzelementes 26.
Der Abstand zwischen beiden Seiten 28a, 28b in der axialen Richtung der jeweiligen Taschen 28 ... ist etwas größer als die Breite des Wälzelementes 26.
Im Hinblick auf die Form der Tasche ist, wenn die Tasche 28 beide Seiten 28a, 28b mit einer parallelen Schräglage hat und der Abstand zwischen beiden Seiten 28a, 28b in der axialen Richtung der jeweiligen Taschen 28 ... etwas größer als die Breite des Wälzelementes 26 ist, die gesamte Form der Tasche nicht als beschränkt zu verstehen, und Veränderungen sind möglich innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches.
In dieser Ausführungsform kreuzen die Taschen 28 ... mit der gleichen Anzahl der Wälzelemente 26 ... abwechselnd im gleichen Abstand auf dem Umfang des Ringkörpers, aber nicht speziell darauf beschränkt, und es ist ausreichend, dass die Wälzelemente 26 mit je einem Stück kreuzen, und wenn sie nicht mit je einem Stück kreuzen und die Anzahl in beiden Laufringsnuten die gleiche ist, kreuzen die Wälzelemente je zwei Stücke oder kreuzen in einer Weise von zwei, ein, ein, zwei Stücken, und jede Ausführungsform fällt in den erfindungsgemäßen Schutzbereich.
Infolge der Einflüsse von verschiedenen Faktoren kann das rotierende Wälzelement mit einem Eigendrehmoment oder einer Asymmetrie erzeugt werden, und wenn nicht eine Stellung des Wälzelementes erwünscht gesteuert wird, tritt hier die Möglichkeit auf, dass der Rotationswiderstand des Lagers groß ist oder keine glatte Rotation möglich ist.
Daher hat gemäß der Ausführungsform die Tasche 28 der Halterung 27 beide parallelen Seiten 28a, 28b fast im gleichen festen Winkel auf einem gleichen Niveau zu dem Kontaktwinkel des Wälzelementes 26, und beide parallelen Seiten 28a, 28b der Tasche können Änderungen in der Stellung des Wälzelementes 26 durch ein Eigendrehmoment oder eine Asymmetrie des Wälzelementes 26 steuern, und das Lager kann die Stellung so aufrechterhalten, dass ein geringes Drehmoment des Lagers realisiert werden kann.
Die Trennvorrichtung 29, die in 13 gezeigt ist, hat einen geringeren Durchmesser als das Wälzelement 26 und ist mit den benachbarten konkaven Bogennuten 30, 30 ausgebildet, die so ausgebildet sind, dass sie einander in den gegenüberliegenden Flächen 31, 31 kreuzen, wobei die Nuten die jeweiligen Wälzelemente 26, 26 so halten, dass die zentralen Achsen 26c, 26c einander wie oben beschrieben kreuzen.
Der Krümmungsradius der Bogennut 30 ist fast der gleiche wie der des äußeren Durchmesserbereiches 26a des Wälzelementes oder kann willkürlich größer sein.
Das gesamte Lager kann durch die Verwendung der Trennvorrichtung 29 kompakt gemacht werden.
Die Halterung 27, die in 16 gezeigt ist, hat die Taschen 28, 28 ..., die es ermöglichen, die benachbarten Wälzelemente 26, 26 so einzubringen, dass die zentralen Rotationsachsen 26c, 26c senkrecht im Hinblick die Ebenen 26e, 26e miteinander im gleichen Abstand auf der Umfangsrichtung kreuzen.
Die Tasche 28 ist aus der Draufsicht in einer Kuppelform aufgebaut, mit einer Bogenfläche 28c, die etwas größer als das Wälzelement 26 ist, und der flachen Fläche 28d, die die Enden der Bogenfläche 28c verbindet. Eine Seite 28e des äußeren Durchmesserbereiches 27a und eine Seite 28f des inneren Durchmesserbereiches 27b kommunizieren miteinander an einer schrägen Fläche 28g von dem äußeren Durchmesserbereich 27a zu dem inneren Durchmesserbereich 27b, und eine Öffnungsbreite W 2 des inneren Durchmesserbereiches 27b ist größer gemacht als eine Öffnungsbreite W 1 des äußeren Durchmesserbereiches 27a (16 und 17A).
Die Zentren der Bogenflächen 28c der Taschen, die in der Umfangsrichtung benachbart sind, sind auf dem gleichen Umfang angeordnet, und die Positionen auf einer Seite 28e des äußeren Durchmesserbereiches 27a ist aus der Draufsicht weglaufend zu der Breite. Das heißt, die jeweiligen Taschen 28, die in der Umfangsrichtung benachbart sind, haben die schrägen Flächen 28g, die abwechselnd rechts und links angeordnet sind (siehe 16).
Wenn die Halterung 27, die in dieser Ausführungsform gezeigt ist, verwendet wird, werden damit die Wälzelemente 26, die in den jeweiligen Taschen 28 angeordnet sind, so gehalten, dass die jeweiligen Schnittflächen 26e, 26e zu dem äußeren Durchmesserbereich 27a zeigen, d.h., zu dem äußeren Ring 21, in einer solchen Weise, dass die zentralen Rotationsachsen 26c, 26c der benachbarten Wälzelemente 26, 26 einander kreuzen.
Wie in 17B gezeigt, ist es möglich, eine Struktur mit einem das Fallen auf einer Seite verhindernden Stück 28h zu verwenden, das mit einer Auskragung an dem äußeren Durchmesserbereich 27a in einer Erweiterung einer schrägen Fläche 28g ausgebildet ist. Das das Fallen auf einer Seite verhindernde Stück 28h ist nicht auf die gezeigte Form beschränkt, und wenn kein Einfluss auf die Rotation des Wälzelementes 26 erfolgt, sind beliebige Formen innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung möglich.
Im Folgenden wird die Halterung 27, die in 18 gezeigt ist, beschrieben. Die Tasche 28 der Halterung 27 ist aus der Draufsicht rechteckig aufgebaut. Eine Seite 28e, die sich in der Umfangsrichtung des äußeren Durchmesserbereiches 27a erstreckt, und eine Seite 28f des inneren Durchmesserbereiches 27b darunter kommunizieren miteinander an der schrägen Fläche 28g von dem äußeren Durchmesserbereich 27a zu dem inneren Durchmesserbereich 27b, und die Öffnungsbreite W 2 des inneren Durchmesserberei ches 27b ist größer als die Öffnungsbreite W 1 des äußeren Durchmesserbereiches 27a (18 und 19).
Die Taschen, die an dem Umfang angeordnet sind, fallen aus der Draufsicht zu der Breite hin ab.
Das heißt, die jeweiligen Taschen 28, die in der Umfangsrichtung benachbart sind, haben die schrägen Flächen 28g, die abwechselnd rechts und links angeordnet sind (siehe 18).
In Abhängigkeit von der Halterung 27 dieser Ausführungsform kann ein Fett tragender Bereich größer als die Halterung von 16 gemacht werden. Andere Wirkeffekte sind die gleichen wie in 16.
Die Trennvorrichtung (Abstandshalter) 29 mit den Aussparungen 32, die in 20 gezeigt ist, hat einen geringeren Durchmesser als das Wälzelement 26 und ist mit den benachbarten Aushöhlungen 32, 32 ausgebildet, die so ausgebildet sind, dass sie sich in den gegenüberliegenden Flächen 31, 31 kreuzen, wobei die Aushöhlungen die jeweiligen Wälzelemente 26, 26 halten, so dass die zentralen Achsen 26c, 26c miteinander wie oben beschrieben kreuzen. Das heißt, die Ebene 26e des Wälzelementes wird gegenüber einer Stufe 32a einer Aussparung 32 gehalten. Die Form der Trennvorrichtung, die in der Ausführungsform gezeigt ist, ist nur eine Ausführungsform und kann willkürlich ausgestaltet oder ohne Vorsehen irgendeiner Beschränkung modifiziert werden.
Das Belasten mit einer Vorlast zwischen dem Wälzelement und der Laufringoberfläche ist nicht speziell beschränkt, und ob eine Vorlast während der Produktion daraufgegeben wird oder nicht, fällt innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches.
Der Innenraum des Lagers ist als klein oder, wenn nötig, negativ (minus) festgelegt, so dass eine hohe Momentsteifigkeit des Lagers realisiert werden kann.
In 14 kennzeichnet das Bezugszeichen 33 eine Dichtplatte, an welche irgendeine Kontaktdichtung, eine Nichtkontaktdichtung oder ein Nichtkontaktschutzschild ange bracht wird, ohne beschränkende Formen innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches.
Das Positionieren der Dichtplatte 33 ist nicht speziell beschränkt, und wenn erforderlich, kann sie an beiden Seiten oder an einer Seite positioniert werden, und beides ist innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches. Die Dichtflächen des äußeren Ringes 21 und des inneren Ringes 22 sind im erfindungsgemäßen Schutzbereich. Die Formen der Dichtung, z.B. eine Lippenform und andere sind nicht speziell definiert, und irgendein Linienkontakt oder ein Flächenkontakt mit der Dichtfläche ist im erfindungsgemäßen Schutzbereich. Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Kernmetalls ist auch optional, und je nach Erfordernis kann ein Typ mit oder ohne Kernmetall ausgewählt werden, ohne dies beschränkend auszulegen.
Die Strukturen der Dichtnuten des inneren Ringes 21 und des äußeren Ringes 22 sind nicht beschränkt und sind jeweils innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches.
Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Dichtplatte 33 ist auch optional und je nach Erfordemis ist beides innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches. In der Ausführungsform von 16 ist die Dichtplatte nicht speziell gezeigt, aber wenn es nötig, kann sie wie oben beschrieben eingebracht werden.
Nun erfolgt eine Beschreibung einer Ausführungsform des dritten Aspektes der Erfindung im Hinblick auf die angefügten Zeichnungen.
Diese Ausführungsform ist nur zum Erklären der Erfindung offenbart und sollte nicht beschränkend interpretiert werden, sondern kann willkürlich innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung modifiziert werden.
Im Hinblick auf die 21 bis 23 erfolgt eine Beschreibung einer Variante des Wälzelementes für das Wälzlager gemäß des dritten Aspektes. In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 46 das Wälzelement.
Das Wälzelement 46 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtmaterialien gewünschter Länge in die Form 54 des Kopfteils eingebracht sind, das in einer gewünschten Form aufgebaut ist, wobei das Formen an der Rohteil-Kugel (auch „leere Kugel" genannt) 46' des Wälzelementes ausgeführt wird, das einen äußeren Durchmesserbereich hat, der die Wälzkontaktfläche wird, die die Krümmung nicht nur in der radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung sondern auch in der axialen Richtung hat, und die Ebene in wenigstens einem Bereich 46b hat, und ein Zusatzkörper F wird von dem äußeren Durchmesserbereich der Rohteil-Kugel 46' entfernt, wodurch das Wälzelement für das Wälzlager hergestellt wird (siehe das Produktionsverfahren in 23) und z.B. umfasst das Wälzelement 46 eine Form (auch DD-Kugel genannt) mit zwei Ebenen 46b, 46b und eine Form (auch D-Kugel genannt) mit einer Ebene 46a.
Zum Beispiel hat das Wälzelement 46 (DD-Kugel), das in 21 gezeigt ist, den äußeren Durchmesserbereich 46a, der die Wälzkontaktfläche wird und die Krümmungen nicht nur in der radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung, sondern auch in der axialen Richtung hat, und hat einen geringeren Radius als die Radien der Laufringoberflächen 44, 45 der Lagerringe 41, 42, in die die Wälzelemente 46 eingebracht sind, und ist ein Schnitt an den oberen und unteren Bereichen einer Kugel zum Definieren eines Paars von Ebenen 46b, 46b (den gegenüberliegenden Flächen) (es wird Bezug auf solch eine Struktur genommen, deren gegenüberliegende Flächen 46b, 46b durch ein Schneiden der oberen und unteren Bereiche der Kugel definiert sind, und diese wird in der folgenden Beschreibung verwendet). In dieser Ausführungsform ist, wenn die leere Kugel des Wälzelementes 46' geformt ist, der Kreuzungspunkt C zwischen den Ebenen 46b, 46b und dem äußeren Durchmesserbereich 46a, der die Krümmung hat, an einer willkürlichen Krümmung R verbunden.
Das Wälzelement 46 kann, wie in 22 gezeigt, eine einseitig geschnittene Kugel (D-Kugel) durch ein Schneiden entweder des oberen oder unteren Bereichs sein und eine Ebene 46e ausbilden, und in dieser Ausführungsform ist, wenn die Rohteil-Kugel des Wälzelementes 46' geformt ist, der Kreuzungspunkt C zwischen den Ebenen 46b, 46b und dem äußeren Durchmesserbereich 46a, der Krümmung hat, an einer willkürlichen Krümmung R verbunden.
Die Ebene 46b (46e) kann gleichzeitig mit dem Formen der Rohteil-Kugel des Wälzelementes ausgebildet werden, und so entstehen keine Kosten für das Ausbilden der Ebenen. Im Hinblick auf die Formen und Abmessungen der Rohteil-Kugel werden Ränder in Betracht gezogen, so dass erforderliche Formen ausgebildet werden (21 und 22) wie die schließlichen Wälzelemente 46. Auch ist gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die Rohteil-Kugel des Wälzelementes 46' geformt ist, der Kreuzungspunkt C zwischen den Ebenen 46b (46e) und dem äußeren Durchmesserbereich 46a, der die Krümmung hat, an einer willkürlichen Krümmung R verbunden, und somit entstehen keine Kosten für das Verrunden der Kanten.
Die Ebene 46b (46e) ist optional, und optimale Formen und Abmessungen sind ausreichend.
Die Ebene 46b (46e) kann an einer zentralen Position mit einer etwas vertieften Aussparung ausgebildet werden, um einen Gleitmittelspeicher gleichzeitig mit dem Formen der Rohteil-Kugeln auszubilden. In der Aussparung wird ein gewünschtes Gleitmittel (Fett oder Öl) aufbewahrt. Der Aussparungsbereich 26d kann z.B. eine kegelförmige-trapezförmige Form haben (die sich zu dem Zentrum der Kugel hin zuspitzt oder erstreckt), eine Halbkreisform, eine zylindrische oder rechteckige Form haben, andererseits ist auch eine schlitzähnliche Nut (ein einzelnes oder mehrere Stücke) längs in einer Durchmesserrichtung ausreichend. Die Aussparungsbereiche 46b (46e) können in einer oder mehreren Positionen ausgebildet werden. Wenn die Aussparungsbereiche in mehreren Positionen ausgebildet werden, können sie kontinuierlich oder unabhängig sein, und nicht nur die gleiche Form, sondern optionale Formen können ausgewählt werden.
Ein Beispiel des spezifischen Aufbaus des Wälzelementes 46, das in 21 gezeigt ist, ist das folgende.
Kugeldurchmesser D: 6,35 mm
Abstand W zwischen den Ebenen: 4,5 mm
Kreuzungspunkt zwischen dem äußeren Durchmesserbereich und der Ebene: verbunden bei R von 1 mm
Ein Beispiel des spezifischen Aufbaus des Wälzelementes 46, das in 22 gezeigt ist, ist das folgende.
Kugeldurchmesser D: 6,35 mm
Abstand W zwischen den Ebenen: 5,425 mm
Kreuzungspunkt zwischen dem äußeren Durchmesserbereich und der Ebene: verbunden bei R von 1 mm
Das Wälzelement 46 ist speziell hinsichtlich des Abstandes W zwischen den Ebenen beschränkt, und das Verhältnis dazwischen kann willkürlich gleich oder ungleich innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung sein. Das heißt, die Ebenen 46b, 46b des Wälzelementes 46 können innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches symmetrisch oder asymmetrisch sein. Das Wälzelement 46, das die asymmetrischen zwei Ebenen hat, wird speziell bei einer starken Rotation verwendet. Wenn ein großes Ende 46d der asymmetrischen Ebenen gegenüber dem inneren Ring des Lagers angeordnet wird, wird die Rotation des Wälzelementes 46 stabil, so dass ein geringeres Drehmoment realisiert werden kann.
Die gesamte Form des Wälzelementes 46, die zwei Ebenen oder eine Ebene 46b (46e) und die Krümmungsgrößen in der axialen Richtung des äußeren Durchmesserbereiches 46a sind nicht insgesamt auf die oben genannten Formen beschränkt und können optional innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereiches modifiziert werden. Zum Beispiel ist es ausreichend, dass das Wälzelement 46 zwei nicht parallele Ebenen anstelle der Ebenen 46b, 46b hat und die zentrale Rotationsachse 46c senkrecht im Hinblick auf beide Flächen hat.
Eine Ausführungsform der Herstellungsverfahrens des Wälzelementes wird im Hinblick auf 23 beschrieben. Das Verfahren wird umrissen als 1. der Prozess des Einbringens des Drahtmaterials in die Form → 2. der Prozess des Formens der Rohteil-Kugeln der Wälzelemente → 3. der Prozess des Herauspressens der Rohteil-Kugeln → 4. der Prozess des Entfernen des Zusatzkörpers.
Zuerst werden die Drahtmaterialien M, die in gewünschter Länge geschnitten sind, in die Form 54 des Kopfteils eingebracht, das in der gewünschten Form aufgebaut ist (1. Prozess). Die Form 54 hat eine Form, die es ermöglicht, Formen und Abmessungen von leeren Kugeln zu erzielen, wobei der Rand in Betracht gezogen wird, und ist in eine obere und eine untere Form 54a, 54b geteilt, so dass die Formen, die für die Wälzelemente 46 gefordert sind, schließlich hergestellt werden (21 oder 22). Das heißt, bei einem Beispiel der Form 54 zum Herstellen des Wälzelementes 46, das in 21 gezeigt ist, ist eine solche Form ausgebildet, die die oberen und unteren Formen 54a, 54b des Kopfstückes hat, die zwei Ebenen 46b, 46b der kugelfönnigen Wälzfläche 46a (des äußeren Durchmesserbereiches mit Krümmungen nicht nur in der radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung, sondern auch in der axialen Richtung), und dem Kreuzungspunkt C des äußeren Durchmesserbereichs 46a und der Ebene 46b hat, die an der Krümmung R verbunden sind. Beim Herstellen des Wälzelementes 46, das in 22 gezeigt ist, ist es ausreichend, das jede der Formen 54a (54b) mit einer Form entsprechend der Ebene 46b prozessiert wird.
Als nächstes hat mittels der oberen und unteren Formen 54a, 54b des Kopfstückes, in das die Drahtmaterialien M wie oben beschrieben eingebracht worden sind, der äußere Durchmesserbereich 46, der die Wälzkontaktfläche wird, die Krümmungen nicht nur in der radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung, sondern auch in der axialen Richtung und die leere Rohteil-Kugel 46' des Wälzelementes, die wenigstens eine Ebene 46b hat (2. Prozess). Die Bedingungen, wie die Druckkraft, die Druckzeit und die Formtemperatur sind verantwortungsvoll anpassbar.
Im Folgenden wird die geformte Rohteil-Kugel 46' des Wälzelementes aus der Form 54 durch Injektorstifte 55, 55, die beiden Seiten angebracht sind, herausgepresst (3. Prozess). In Abhängigkeit von den Bedingungen können die Injektorstifte 55, 55 weggelassen werden.
Wenn der Zusatzkörper F an dem äußeren Durchmesserbereich 46a der herausgepressten leeren Kugel 46' des Wälzelementes verbleibt, wird er entfernt.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die Ebene 46b an der Rohteil-Kugel des Wälzelementes ausgebildet sein. Beim Formen durch eine solche Form 54 sind komplizierte Formen möglich, wobei die Kosten nicht steigen.
Gemäß des Produktionsverfahrens dieser Ausführungsform ist, wenn die Rohteil-Kugel des Wälzelementes gebildet ist, der Kreuzungspunkt C des äußeren Durchmesserbereiches 46a und der Ebene 46b an der Krümmung R verbunden.
Es ist zu beachten, dass das Wälzelement 46 gemäß des dritten Aspektes der vorliegenden Erfindung bei relativen Ausführungsformen gemäß der oben beschriebenen 1. und 2. Aspekte der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
Wie es in den 10 und 14 gezeigt ist, kann das Wälzelement 46 durch eine Halterung 27 geführt werden, und auch wenn das Wälzelement 46 in eine Tasche der Halterung 27 hinabfällt, tritt, wenn der Kreuzungspunkt C zwischen der Ebene 46b (46e) und dem äußeren Durchmesserbereich 46a, der die Krümmung hat, an einer willkürlichen Krümmung R verbunden ist, kein abnormaler Abrieb durch den Kantenbereich in der Halterung 27 auf.
Bisher wurde eine scharte Kante an dem Kreuzungspunkt C zwischen der Ebene 46b (46e) und dem äußeren Durchmesserbereich 46a, der die Krümmung hat, erzeugt, und der Kantenbereich wurde abgerundet, nachdem der Verrundungsprozess der Wälzfläche (des äußeren Durchmesserbereiches 46a) durchgeführt wurde, aber in der Erfindung ist der Kantenbereich vorteilhafterweise an der willkürlichen Krümmung R verbunden, so dass der Verrundungsprozess an dem Kantenbereich nicht erforderlich ist, nachdem der Verrundungsprozess der Wälzfläche durchgeführt wurde, und ein abnormaler Abrieb tritt nicht in der Halterung 27 auf.
Es ist zu beachten, dass es für einen Fachmann auf diesem Gebiet möglich ist, einige Eigenschaften der ersten bis dritten Aspekte der vorliegenden Erfindung in und mit dem anderen Aspekt verwenden und kombinieren.
Während hier die Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist es für den Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich, dass verschiedene Änderung und Modifikationen hierbei gemacht werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, und es ist daher beabsichtigt, dass mit den abhängigen Ansprüchen all die Änderungen und Modifikationen abgedeckt werden, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen.
Der erste Aspekt der Erfindung ist wie oben beschrieben aufgebaut, und wenn die verrundeten Kugeln, die aus Stahlkugeln hergestellt sind, und die Wälzelemente mit einem vorbestimmten Mischverhältnis gemischt werden, um den Prozess auszuführen (Polie ren oder Schleifen), kann gleichzeitig der Prozess mit einer beträchtlichen Menge ausgeführt werden, so dass es möglich ist, die Wälzelemente mit wenigstens einer Ebene des hoch präzisen Prozesses unter geringen Kosten bereitzustellen.
Im Vergleich zum Bearbeiten mit nur Wälzelementen, schreitet der stabile Prozess Stück für Stück fort, und die Störung ist gering, um beeinflusst zu sein, so dass der Prozess mit hoher Präzision durchgeführt werden kann.
In der Läppvorrichtung, wie der Kugelherstellungsvorrichtung zum Verwenden der Erfindung in der Praxis, ist es notwendig, die Prozesslast, die auf ein Stück der bearbeiteten Kugel ausgeübt wird, konstant aufrecht zu erhalten, um eine hohe Prozesspräzision zur Verfügung zu stellen, aber gemäß dem Verfahren zum Herstellen der Kugeln dieser Ausführungsform, ist der Prozess mit hoher Präzision gerade bei einem kleinen Los möglich.
Weiterhin ist es durch die Erfindung nicht länger notwendig, eine neue Ebene durch einen zusätzlichen Prozess herzustellen, wodurch eine große Kostensenkung erreicht wird und keine Fehler an der Kugeloberfläche erzeugt werden.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung die Ebene bei dem Schritt zum Herstellen der Rohteil-Kugel des Wälzelementes ausgebildet, so dass die Grenze zwischen der Ebene und der kugelförmigen Oberfläche ohne irgendwelche Kanten abgerundet hergestellt werden kann, und natürlich ist eine Nachbehandlung nicht erforderlich.
In Abhängigkeit von dem Herstellungsverfahren der Erfindung können die verrundeten Stahlkugeln vermischt und effizient prozessiert werden.
Der zweite Aspekt der Erfindung hat die Ebene von der wenigstens einen Ebene, welche mit der Aussparung des Gleitmittelreservoirs vorgesehen ist, und beinhaltet die Wälzelemente zwischen den inneren und äußeren Ringen über die Halterung, wobei das Wälzelement vorteilhafterweise den Kreuzungspunkt zwischen der Ebene und dem äußeren Durchmesserbereich, der die Krümmung hat, an einer Tangente R verbindet, und welcher damit die folgenden speziellen Wirkeffekte zusammen mit denen des japanischen offengelegten Patents Nr. 50264/2001 zeigt.

(1) Der Kontaktbereich zwischen der Halterung und der Ebene des Wälzelementes trägt immer zu einer guten Bildung einer Ölschicht durch das Basisöl bei, des Fettes (wenn mit Fett geschmiert wird) oder des Öles (wenn mit Öl geschmiert wird), und kein abnormaler Abrieb tritt in der Halterung 27 auf.
(2) Wenn das Wälzelement in die Tasche der Halterung hinabfällt, tritt, wenn der Kreuzungspunkt zwischen der Ebene und dem äußeren Durchmesserbereich, der die Krümmung hat, an einer willkürlichen Krümmung R verbunden ist, kein abnormaler Abrieb durch den Kantenbereich in der Halterung auf.
(3) Bisher wurde eine scharte Kante an dem Kreuzungspunkt zwischen der Ebene und dem äußeren Durchmesserbereich, der die Krümmung hat, erzeugt, und der Kantenbereich wurde abgerundet, nachdem der Verrundungsprozess der Wälzfläche durchgeführt wurde, aber gemäß der Erfindung ist der Kantenbereich vorteilhafterweise an der willkürlichen Krümmung R verbunden, so dass der Verrundungsprozess an dem Kantenbereich nicht erforderlich ist, nachdem der Verrundungsprozess an der Wälzfläche durchgeführt wurde, was die Kosten verringert.
(4) Im Ergebnis der Kostenreduzierung werden auch die Kosten der gesamten Vorrichtung verringert.

Der dritte Aspekt hat den obengenannten Aufbau, und das Wälzelement hat wenigstens eine Ebene, und zum Ausbilden dieser Ebene wird das Formen durch das Kopfstück aus Drahtmaterialien genutzt, um eine Kugel des Wälzelementes zu bilden, wobei die folgenden Effekte erzielt werden können.

(1) Wenn das Drahtmaterial zu der Rohteil-Kugel bewegt wird, können eine Ebene oder zwei Ebenen in Abhängigkeit von den Formen durch das Kopfstück ausgebildet werden, und es ist in der Praxis eine große Kostenreduzierung möglich.

Bisher wurde eine scharte Kante an dem Kreuzungspunkt zwischen der Ebene und dem äußeren Durchmesserbereich, der die Krümmung hat, erzeugt, und der Kantenbereich wurde gerundet, nachdem der Verrundungsprozess der Wälzfläche ausge führt wurde. Gemäß der Erfindung ist, abhängig von den Formen in der Form, der Kantenbereich vorteilhafterweise an der willkürlichen Krümmung R verbunden, so dass der Verrundungsprozess an dem Kantenbereich nicht erforderlich ist, nachdem der Verrundungsprozess der Wälzfläche durchgeführt wurde, was in einer Kostenreduzierung resultiert.

(3) Wie oben erwähnt, kann in der Praxis eine Kostenreduzierung erreicht werden, und das gesamte Wälzlager kann billig angeboten werden, so dass die Kosten der Vorrichtung auch gering sind.

Claims

Ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Wälzelementen (6) für ein Wälzlager, welches aufweist: Bereitstellen von vorgefertigten kugelartigen Elementen (15) sowie kugelstumpfartiger Wälzelemente (6), Vermischen der kugelartigen Elemente (15), die aus Stahlkugeln hergestellt sind, und der kugelstumpfartigen Wälzelemente (6), von denen jedes Wälzkontaktflächen (6a) mit Krümmungen in deren axialer Richtung und einer radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung hat und wenigstens eine ebene Fläche (6b, 6d) hat, im vorgegebenen Mischungsverhältnis; und Platzieren und Bearbeiten der so vermischten Elemente in einem Raum zwischen zwei Prozessscheiben (C1, C2), die einander gegenüber liegen, wodurch die Oberflächen der kugelartigen Elemente und der kugelstumpfartigen Wälzelemente bearbeitet werden, um runder zu werden.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in dem Mischschritt ein Mischverhältnis der kugelstumpfartigen Wälzelemente (6) relativ zu den kugelartigen Elementen (15) in einem Bereich von 10 bis 95% festgelegt ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in dem Mischschritt ein Mischverhältnis von den kugelstumpfartigen Wälzelementen (6) relativ zu den kugelartigen Elementen (15) in einem Bereich 10 bis 75% festgelegt ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei jedes der kugelstumpfartigen Wälzelemente (6) zwei gegenüberliegende ebene Flächen (6b, 6d) hat.
Wälzelemente (6) für ein Lager, die durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellt sind, wobei jedes der kugelstumpfartigen Wälzelemente (6) zwei gegenüberliegende ebene Flächen (6b, 6d) hat.
Ein Wälzlager, das eine Vielzahl von Wälzelementen (6) umfasst, die durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellt sind.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 6, welches weiter aufweist: einen ersten Lagerring (1) mit einer Laufringnut (3), die durch zwei erste Laufringoberflächen (4a, 4b) definiert ist, von denen jede einen größeren Durchmesser als der Radius des Wälzelementes (6) hat, wobei ein äußerer Durchmesserbereich (6a) von jedem Wälzelement ständig mit einem der ersten Laufringoberflächen in Kontakt ist, einen zweiten Lagerring (2) mit einer Laufringnut (3) mit wenigstens einer zweiten Laufringoberfläche (5), die einen größeren Durchmesser als der Radius des Wälzelementes (6) hat, wobei ein äußerer Durchmesserbereich (6a) von jedem Wälzelement (6) ständig mit einer der wenigstens einen zweiten Laufringoberfläche in Kontakt ist, wobei die Wälzelemente rotierbar zwischen ersten und zweiten Lagerringen eingebracht sind und abwechselnd in deren Umfangsrichtung angeordnet sind, dass sie einander kreuzen, und wobei die äußeren Durchmesserbereiche (6a) der Wälzelemente (6) ständig in Kontakt mit den ersten und zweiten Lagerringen (1, 2) an zwei Punkten (12, 12; 13, 13) insgesamt einer nach dem anderen sind.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 7, wobei eine Gleitmittel aufbewahrende Aussparung (26d) an wenigstens einer ebenen Fläche (26b, 26d) ausgebildet ist.
Ein Wälzlager, welches aufweist: eine Vielzahl von kugelstumpfartigen Wälzelementen (26), von den jedes eine Wälzkontaktfläche (26a) hat, die Krümmungen in deren axialer Richtung und einer radialen Richtung senkrecht zur axialen Richtung hat und wenigstens eine ebene Fläche (26b, 26d) hat; und einen ersten Lagerring (21) mit einer Laufringnut (23) hat, die durch zwei erste Laufringoberflächen (24a, 24b) definiert ist, von denen jede einen größeren Durchmesser als der Radius des Wälzelementes (26) hat, wobei ein äußerer Durchmesserbereich (26a) von jedem Wälzelement ständig mit einer der ersten Laufringoberflächen in Kontakt ist; einen zweiten Lagerring (22) mit einer Laufringnut mit wenigstens einer zweiten Laufringoberfläche (25), die einen größren Durchmesser als der Radius des Wälzelementes hat, wobei ein äußerer Durchmesserbereich (26a) von jedem Wälzelement ständig mit einer der wenigstens einen zweiten Laufringoberfläche in Kontakt ist, wodurch die äußeren Durchmesserbereiche der Wälzelemente ständig an den zwei Punkten insgesamt einer nach dem anderen in Kontakt sind; eine Gleitmittel aufbewahrende Aussparung (26d), die an wenigstens einer ebenen Fläche (26b, 26d) der wenigstens einen ebenen Fläche (26b, 26d) ausgebildet ist, wobei die Wälzelemente (26) rotierbar zwischen den ersten und zweiten Lagerringen (21, 22) eingebracht sind und abwechselnd in deren Umfangsrichtung angeordnet sind, dass sie einander kreuzen, und wobei die äußeren Durchmesserbereiche der Wälzelemente ständig in Kontakt mit den ersten und zweiten Lagerringen an den zwei Punkten insgesamt einer nach dem anderen sind.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 9, wobei in jedem der Wälzelemente (26) ein Verbindungspunkt zwischen der ebenen Fläche (26b, 26d) und dem äußeren Durchmesserbereich (26a) einen vorbestimmten Krümmungsradius hat.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 10, welches weiter aufweist: eine Halterung (27) mit einer Führungsfläche (28d, 28g), die die wenigstens eine ebene Fläche (26b, 26d) des Wälzelementes (26) führt und sich in einer Richtung weder senkrecht noch parallel zu einer Rotationsachse des Lagers erstreckt.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 11, das eine Halterung (27) mit Umfangstaschen (28) aufweist, die die Wälzelemente (26) rotierbar in einer solchen Weise halten und führen, so dass die zentralen Rotationsachsen (26c) der Wälzelemente (26) miteinander in deren Umfangsrichtung kreuzen.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 12, wobei jedes Wälzelement mit zwei ebenen Flächen (26b, 26d) von der wenigstens einen ebenen Fläche ausgebildet ist, und jede der Taschen (28) mit parallelen Führungsflächen (28a, 28b) zum Führen der zwei ebenen Flächen ausgebildet ist, wobei die parallelen Führungsflächen in einem Winkel mit gleichem Niveau zu einem Kontaktwinkel des Wälzelementes geneigt sind.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 9, welches weiter aufweist: eine Halterung (29) zum rotierbaren Halten der Wälzelemente (26), wobei jedes Wälzelement mit zwei ebenen Flächen (26b, 26d) ausgebildet ist, und die Halterung eine Trennvorrichtung ist, die zwischen den Wälzelementen angeordnet ist und gegenüberliegende ausgesparte Bogennuten (30) hat, die den Wälzelementen gegenüberstehen.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 14, wobei die Trennvorrichtung (29) einen geringeren Durchmesser als das Wälzelement (26) hat, und ausgesparte Bogennuten (30) in einer solchen Weise vorgesehen sind, dass deren Längsrichtungen miteinander gekreuzt sind.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 15, wobei der Krümmungsradius von jeder ausgesparten Bogennut (30) im Wesentlichen gleich oder größer als der äußere Durchmesserbereich des Wälzelementes (26) ist.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 12, wobei jedes Wälzelement (26) mit einer ebenen Fläche (26b, 26d) von der wenigstens einen ebenen Fläche ausgebildet ist, und die Tasche (28) in der Halterung (27) zu einer Kuppelform mit einer Bogenfläche (28c) mit einem etwas größerem Durchmesser als dem des Wälzelementes und einer ebenen Oberfläche (28d) ausgebildet ist, die die Enden der Bogenfläche verbindet.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 17, wobei die ebene Oberfläche (28d) eine schräge Führungsfläche (28g) umfasst, die sich von einer äußeren Durchmesserseite zu einer inneren Durchmesserseite erstreckt, und eine Öffnungsbreite (W2) in einer axialen Richtung des Lagers an der inneren Durchmesserseite der Tasche (28) größer als eine Öffnungsbreite (W1) in einer axialen Richtung des Lagers an dessen äußerer Durchmesserseite ist.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 18, wobei ein ein Fallen verhinderndes Stück (28h) an der äußeren Durchmesserseite der schrägen Fläche (28g) ausgebildet ist.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 11, wobei die wenigstens eine ebene Fläche des Wälzelementes (26) eine einzelne ebene Fläche (26e) ist, und jede Tasche (28), die in der Halterung (27) ausgebildet ist, eine rechteckige Form hat.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 12, wobei die wenigstens eine ebene Fläche des Wälzelementes eine einzelne ebene Fläche (26e) ist, wobei die Halterung eine Trennvorrichtung (29) ist, die zwischen den Wälzelementen (26) vorgesehen ist, und die Trennvorrichtung mit der ausgesparten Fläche (32) gegenüber dem Wälzelement ausgebildet ist, wobei die ausgesparte Fläche eine Stufe (32a) als Führungsfläche für die eine ebene Fläche hat.
Das Wälzlager gemäß Anspruch 9, wobei das Wälzelement zwei ebene Flächen (26b, 26d) mit verschiedener Größe aufweist, und eine der ebenen Flächen mit einer größeren Größe zu einem der ersten und zweiten Lagerringe (21, 22) ausgerichtet ist, der innen eingebracht ist.