DE112006000523B4

DE112006000523B4 - Axial-Zylinderrollenlager

Info

Publication number: DE112006000523B4
Application number: DE112006000523.5T
Authority: DE
Inventors: Jun Liu; Ryosuke Yamada; Kouji Kobayashi; Azusa Otani
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2026-03-03
Also published as: US7736066B2; CN100580265C; WO2006093235A1; CN101133257A; US20090034897A1; DE112006000523T5

Abstract

Axial-Zylinderrollenlager (1) mit einem einstückig aus einem Blech ausgebildeten und kreisringförmigen Käfig (2), der in Umfangsrichtung verteilt, radial ausgerichtete Taschen (7) ausbildet, in denen Zylinderrollen (8) drehbar gelagert sind, die an ihren Stirnseiten jeweils eine zentrale, flache Oberfläche (9), die in einer Richtung senkrecht zu einer Drehachse der Zylinderrolle (8) verläuft, und einen Schrägabschnitt (11), der die zentrale, flache Oberfläche (9) mit der Abwälzoberfläche (10) der Zylinderrolle (8) verbindet, aufweisen, wobei der Käfig im Bereich der Taschen (7) flache Plattenabschnitte an der Innen- und der Außendurchmesserseite (15; 14) und einen dazwischen vorgesehenen zentralen flachen Plattenabschnitt (13) ausbildet, wobei die flachen Plattenabschnitte an der Innen- und der Außendurchmesserseite (15; 14) in einer ersten Axialrichtung wirksame Verriegelungsabschnitte an der Außendurchmesserseite (18a) und an der Innendurchmesserseite (19a) für die Zylinderrolle (8) ausbilden, mit denen die Abwälzoberfläche (10) in einer ersten Position zusammenwirkt, und der dazwischen vorgesehene zentrale flache Plattenabschnitt (13) einen in einer zweiten Axialrichtung wirksamen zentralen Verriegelungsabschnitt (20) ausbildet, mit dem die Abwälzoberfläche (10) der Zylinderrolle (8) in einer zweiten Position zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Position ein Ausmaß ΔA, um das ein Teil der Zylinderrolle (8) in Axialrichtung den flachen Plattenabschnitt an der Außendurchmesserseite (14) und den flachen Plattenabschnitt an der Innendurchmesserseite (15) überragt, kleiner ist als ein Ausmaß ΔL, um das ein Teil der Zylinderrolle (8) in Axialrichtung den zentralen, flachen Plattenabschnitt (13) in der zweiten Position überragt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung bei Axial-Zylinderrollenlagern, die in Drehhalteabschnitte verschiedener Arten von Maschinen eingebaut sind, beispielsweise von Kraftfahrzeuggetrieben, Kompressoren für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen und Werkzeugmaschinen. Spezieller betrifft die Erfindung eine Verbesserung von Axial-Zylinderrollenlagern, die jeweils einen Käfig aufweisen, der kostengünstig hergestellt werden kann, durch den Einsatz eines Druckschneidprozesses und eines Biegeprozesses bei einem einzigen Metallblech, wobei eine Konstruktion mit besserer Standfestigkeit dadurch erzielt wird, dass ein Verschleiß des Käfigs verringert wird. Es wird darauf hingewiesen, dass Axial-Zylinderrollenlager, bei welchen die Erfindung eingesetzt wird, Axial-Nadellager umfassen, die als Wälzelemente Nadeln (nadelartige Rollen) einsetzen, deren Abmessung in Axialrichtung größer ist als die Abmessung des Außendurchmessers. Daher umfassen Zylinderrollen, die in der vorliegenden Beschreibung und den Patentansprüchen angegeben sind, derartige Nadeln.
Stand der Technik
Für Axial-Zylinderrollenlager, die jeweils einen Käfig aufweisen, der kostengünstig durch Einsatz eines Druckschneidprozesses und eines Biegeprozesses bei einem einzigen Metallblech hergestellt werden kann, sind Vorgehensweisen bekannt, die in den Patentdokumenten Nr. 1 bis 5 beschrieben werden. Die 15 bis 24 zeigen als ein erstes Beispiel ein herkömmlich aufgebautes Axial-Zylinderrollenlager 1. Dieses Axial-Zylinderrollenlager 1 weist einen einzigen Käfig 2 und mehrere Zylinderrollen 8, 8 auf. Dieser Käfig 2 ist so ausgebildet, dass er einstückig hergestellt wird, durch Biegen einer Metallplatte wie beispielsweise eines Stahlblechs, und weist einen zylindrischen Innendurchmesser-Seitenrandabschnitt 4 auf, einen zylindrischen Außendurchmesser-Seitenrandabschnitt 5, einen mittleren Plattenabschnitt 6, sowie mehrere Taschen 7, 7.
Hierbei ist der Innendurchmesser-Seitenrandabschnitt 4 so ausgebildet, dass er in einem Innenumfangsrandabschnitt des Käfigs 2 angeordnet ist, und ringförmig ausgebildet ist, stetig durchgehend entlang dem gesamten Umfang. Weiterhin ist der Außendurchmesser-Seitenrandabschnitt 5 so ausgebildet, dass er in einem Außenumfangsrandabschnitt des Käfigs 2 angeordnet ist, und ringförmig ausgebildet ist, konzentrisch zum Innendurchmesser-Seitenrandabschnitt 4, und durchgehend verlaufend entlang dessen gesamtem Umfang. Weiterhin ist der Zwischenplattenabschnitt 6 so ausgebildet, dass er zwischen dem Innendurchmesser-Seitenrandabschnitt 4 und dem Außendurchmesser-Seitenrandabschnitt 5 angeordnet ist, und einen Querschnitt aufweist, der in Radialrichtung gebogen ist. Weiterhin sind die einzelnen Taschen 7, 7 so ausgebildet, dass sie in dem Zwischenplattenabschnitt 6 so vorgesehen sind, dass sie jeweils in Radialrichtung ausgerichtet sind, und intermittierend in Bezug auf eine Umfangsrichtung des Zwischenplattenabschnitts 6 angeordnet sind, wobei die Zylinderrollen 8, 8 einzeln drehbar in den Taschen 7, 7 gehaltert werden.
Wie in 16 gezeigt, sind eine zentrale flache Oberfläche 9, die in einer Richtung verläuft, die einen rechten Winkel zu einer Druckzentrumsachse jeder der Zylinderrollen 8, 8 bildet, und abgeschrägte Abschnitte 11, die jeweils eine teilweise kreisförmige, kegelförmig konvexe Oberflächenform oder eine konvex gekrümmte Oberflächenform aufweisen, deren Querschnitt die Form eines teilweise konvexen Bogens bildet, an beiden axialen Endoberflächen jeder der Zylinderrollen 8, 8 vorgesehen. Bei der herkömmlichen Konstruktion sind in Bezug auf die Abmessungen des abgeschrägten Abschnitts 11 eine Abmessung L₈ in Axialrichtung der Zylinderrolle 8 und eine Abmessung W₈ in deren Radialrichtung im Wesentlichen gleich ausgebildet (L₈ = W₈). Weiterhin bilden Abschnitte auf dem Zwischenplattenabschnitt 6, die zwischen den Taschen 7, 7 angeordnet sind, die einander benachbart in Umfangsrichtung angeordnet sind, Ständerabschnitte 12, 12.
Weiterhin besteht der Zwischenplattenabschnitt 6 aus einem zentralen, flachen Plattenabschnitt 13, einem Außendurchmesser-seitigen flachen Plattenabschnitt 14, einem Innendurchmesser-seitigen flachen Plattenabschnitt 15, einem Innendurchmesserseiten-Verbindungsabschnitt 16, und einem Außendurchmesserseiten-Verbindungsabschnitt 17. Hierbei ist der zentrale, flache Plattenabschnitt 13 an einem Abschnitt des Zwischenplattenabschnitts 6 vorgesehen, der sich in Radialrichtung (horizontal in den 15, 17, vertikal in 18, und in Richtung von einer nahen zu einer entfernten Seite oder umgekehrt in 19) in der Mitte und in Axialrichtung näher an einem Ende befindet (einem unteren Ende in den 15, 17). Weiterhin ist der Außendurchmesser-seitige, flache Plattenabschnitt 14 an einem Abschnitt des Zwischenplattenabschnitts 6 vorgesehen, der in der Nähe einer Innenseite in Radialrichtung (der linken Seite in 17) des Außendurchmesser-seitigen Randabschnitts 5 und in Axialrichtung näher an dem anderen Ende (dem oberen Ende in den 15, 17) angeordnet ist. Der Außendurchmesser-seitige und der Innendurchmesser-seitige flache Plattenabschnitt 14 bzw. 15 liegen in derselben Ebene. Weiterhin verbindet der Innendurchmesser-seitige Verbindungsabschnitt 16 einen Außenumfangsrand des flachen Plattenabschnitts 15 an der Seite des Innendurchmessers mit einem Innenumfangsrand des zentralen, flachen Plattenabschnitts 13, und verbindet der Verbindungsabschnitt 17 an der Außendurchmesserseite einen Außenumfangsrand des zentralen, flachen Plattenabschnitts 13 mit einem Innenumfangsrand des flachen Plattenabschnitts 14 an der Außendurchmesserseite. Ein Raum zwischen den Verbindungsabschnitten 16, 17 an der Innendurchmesserseite bzw. der Außendurchmesserseite nimmt zu, mit wachsender Entfernung von dem zentralen, flachen Plattenabschnitt 13. Eine externe Seitenoberfläche des zentralen, flachen Plattenabschnitts 13 und distale Endränder der Randabschnitte 4, 5 sowohl an der Innendurchmesserseite als auch an der Außendurchmesserseite liegen in derselben Ebene, oder es steht die äußere Seitenoberfläche des zentralen, flachen Plattenabschnitts 13 in Axialrichtung weiter vor als die distalen Endränder.
Der Käfig 2 mit dem voranstehend geschilderten Aufbau ist zwischen zwei Ebenen 40a, 41a angeordnet, die in Axialrichtung entgegengesetzt und parallel zueinander angeordnet sind, welche Laufringoberflächen eines Paares von Teilen bilden, welche das Axial-Zylinderrollenlager in einem solchen Zustand ausbilden, dass die Zylinderrollen 8, 8 einzeln drehbar in den Taschen 7, 7 gehalten sind. Bei den zentralen, flachen Plattenabschnitten 13 bis 15 an der Außendurchmesserseite und der Innendurchmesserseite, welche den mittleren Plattenabschnitt 6 bilden, stehen Abschnitte, welche beide Umfangsseitenränder der Ständerabschnitte 12, 12 bilden, geringfügig weiter nach innen in die Taschen 7, 7 vor als die beiden Verbindungsabschnitte 16, 17 an der Innendurchmesserseite und der Außendurchmesserseite.
Bei dem flachen Plattenabschnitt 14 an der Außendurchmesserseite, der weiter außen in Richtung des Durchmessers angeordnet ist, und dem flachen Plattenabschnitt 15 an der Innendurchmesserseite, der weiter innen in Richtung des Durchmessers angeordnet ist, sind Abschnitte, welche Umfangsendrandabschnitte der Ständerabschnitte 12, 12 bilden, so ausgebildet, dass sie Verriegelungsabschnitte 18, 18 an der Außendurchmesserseite bzw. Verriegelungsabschnitte 19, 19 an der Innendurchmesserseite bilden. Dann wird, wie in den 17(a) und 19(a) gezeigt, eine Verschiebung in Axialrichtung des Käfigs 2 zu einer axialen Endseite (einer unteren Seite in den 17, 19) durch den Eingriff der Verriegelungsabschnitte 18, 19 an der Außendurchmesserseite bzw. Innendurchmesserseite mit einer Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 kontrolliert, so dass ein Teil jeder Zylinderrolle 8 in Axialrichtung weiter vorsteht als die distalen Endränder des zentralen Plattenabschnitts 13 und die Randabschnitte 4, 5 an der Innendurchmesserseite und Außendurchmesserseite.
Weiterhin sind bei dem zentralen, flachen Plattenabschnitt 13, der in der Mitte in Richtung des Durchmessers angeordnet ist, Abschnitte, welche die Umfangsendrandabschnitte der Ständerabschnitte 12, 12 bilden, so ausgebildet, dass sie zentrale Verriegelungsabschnitte 20, 20 sind. Wie in den 17(b) und 19(b) gezeigt, wird eine Verschiebung in Axialrichtung des Käfigs 2 zur Endseite in Axialrichtung (einer oberen Seite in den 17, 19) durch den Eingriff der zentralen Verriegelungsabschnitte 20, 20 mit der Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 kontrolliert, so dass ein Teil jeder Zylinderrolle 8 in Axialrichtung weiter vorsteht als die beiden flachen Plattenabschnitte 14, 15 an der Außendurchmesserseite bzw. Innendurchmesserseite.
Kurz gefasst, wird die Verschiebung in Axialrichtung des Käfigs 2 relativ zu den Zylinderrollen 8, 8 dadurch unterdrückt, dass die jeweiligen Verriegelungsabschnitte 18 bis 20 in Eingriff mit den Abwälzoberflächen 10 der Zylinderrollen 8, 8 gebracht werden, in einem solchen Zustand, in welchem die Zylinderrollen 8, 8 jeweils in den Taschen 7, 7 gehaltert sind. Die Positionierung des Käfigs 2 in Bezug auf die Axialrichtung wird nämlich durch die so genannte Rollenführung erzielt.
Als die Zylinderrollen 8, 8, welche das Axial-Zylinderrollenlager bilden, das voranstehend beschrieben wurde, wie in 16 gezeigt, die voranstehend beschrieben wurde, werden seit einigen Jahren unter dem Gesichtspunkt der Sicherstellung der Lasttragkapazität mehr Zylinderrollen eingesetzt, bei welchen zentrale Abschnitte (Abschnitte einwärts abgeschrägter Abschnitte, die näher an einem Außenumfangsrand liegen) beider Axialendoberflächen als flache Oberflächen ausgebildet sind. Obwohl es unter Zylinderrollen einige Zylinderrollen gibt, bei welchen beide Axialendoberflächen als eine teilweise kugelförmige Oberfläche oder eine konvexe Oberfläche ausgebildet sind, die aus einer kreisförmigen, kegelförmigen Oberfläche besteht, wird im Falle der vorliegenden Zylinderrolle die Axiallänge (die effektive Länge) der Abwälzoberfläche kurz, die eine Last tragen kann, und wird die Belastung, die von der Abwälzoberfläche getragen werden kann, in derartigem Ausmaß klein. Im Gegensatz hierzu wird bei den Zylinderrollen 8, 8, bei welchen die zentralen Abschnitte beider Axialendoberflächen als flache Oberflächen ausgebildet sind, die effektive Länge L (vgl. 16) sichergestellt, und wird die Sicherung der Lasttragkapazität des Axial-Zylinderrollenlagers 1 sichergestellt, in welchem die Zylinderrollen 8, 8 vorgesehen sind.
Wenn das voranstehend beschriebene Axial-Zylinderrollenlager im Gebrauch ist, wirkt eine Kraft auf die einzelnen Zylinderrollen 8, 8 ein, die in Richtung des Durchmessers nach außen gerichtet ist. Dann werden die beiden Endoberflächen in Axialrichtung jeder der Zylinderrollen 8, 8 gegeneinander gedrückt, nämlich die Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite, die weiter außen in Richtung des Durchmessers des Käfigs 2 angeordnet ist, von Umfangsrandabschnitten jeder der Taschen 7, 7, und ein Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite, der weiter außen in Richtung des Durchmessers des Käfigs 2 liegt. Dies führt dazu, dass der Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite und die Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite dazu veranlasst werden, aneinander zu schleifen, an einem Abschnitt, der mit einem Gittermuster in 19(a) dargestellt ist. Allerdings wird diese Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite nicht gleichmäßig gegen den Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite angedrückt. In der Praxis werden die Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite und der Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite in Gleitberührung miteinander in einen derartigen Zustand versetzt, dass ein Abschnitt der Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite, der näher an seiner Außendurchmesserseite liegt, gegen den Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite gedrückt wird, da die Zylinderrollen 8, 8 in den Taschen 7, 7 schräg laufen.
Im Betrieb des Axial-Zylinderrollenlagers 1 ist es zwar ideal, dass die Richtung der Drehachse der Zylinderrollen 8, 8 und die Durchmesserrichtung des Käfigs 2 übereinstimmen, jedoch ist es in der Praxis nicht möglich, das Auftreten von Schräglauf zu verhindern, also einen Fall, in welchem diese Richtungen nicht übereinstimmen. Ein derartiger Schräglauf tritt auf, da der Reibungskoeffizient an Abwälzkontaktabschnitten zwischen den Abwälzoberflächen 10 der Zylinderrollen 8, 8 und den Laufringoberflächen nicht gleichmäßig ist, in Bezug auf die Richtung der Länge der Abwälzkontaktabschnitte. Weiterhin wird das Ausmaß, mit welchem die Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite und der Randabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite gegeneinander versetzt werden, deutlich, wenn der Abweichungswinkel (ein Schräglaufwinkel) zwischen den beiden Richtungen zunimmt.
Falls ein Grenzabschnitt zwischen einem Außenumfangsrandabschnitt der zentralen, flachen Oberfläche 9 und dem abgeschrägten Abschnitt 11 auf der Endoberfläche 21 der Außendurchmesserseite und dem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite dazu veranlasst werden, dass sie aneinander schleifen, während die Zylinderrollen 8, 8 schräg laufen, tritt eine lokale Spannungskonzentration an dem Abschnitt auf, an welchem das Schleifen auftritt, und werden darüber hinaus der Grenzabschnitt und der Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite dazu veranlasst, dass sie aneinander mit einer hohen Schleifgeschwindigkeit schleifen. Weiterhin wird es schwierig, einen Ölfilm zur Schmierung an diesem Abschnitt mit gegenseitigem Schleifen auszubilden, und kann leicht ein Metallkontakt an dem Abschnitt auftreten, wo diese Teile aneinander schleifen. Dies führt dazu, dass ein konkav ausgenommener Abschnitt 23, bei welchem das Ausmaß des Verschleißes auffallend wird, an beiden Seiten in Umfangsrichtung des Käfigs 2, wie in 20 gezeigt, an dem Umfangsrandabschnitt 22 der Außendurchmesserseite in einem Teil des Käfigs 2 auftritt, das aus einem weichen Metall besteht, im Vergleich zum Lagerstahl, aus welchem die Zylinderrollen 8, 8 bestehen.
Wenn der so ausgebildete, konvex ausgenommene Abschnitt 23 eine gewisse Größe überschreitet, tritt ein so genannter Bohrverschleiß auf, bei welchem der abgeschrägte Abschnitt 11, der auf dem Außenumfangsrand eines Teils der Zylinderrollen 8, 8 vorgesehen ist, der in Richtung des Durchmessers einem äußeren Endabschnitt des Käfigs 2 zugewandt ist, in das Innere des konkav ausgenommenen Abschnitts 23 eindringt, um so weiter nach außen in Durchmesserrichtung des Käfigs 2 über die Position jeder der Taschen 7, 7 hinaus verschoben zu werden. Wenn ein derartiger Bohrverschleiß auftritt, wird der Gleitwiderstand der Rollenendoberfläche in Bezug auf den Käfig erhöht, wodurch der Drehwiderstand des Drehhalterungsabschnitts erhöht wird, in welchen das Axial-Zylinderrollenlager eingebaut ist, wodurch nicht nur die Leistung verschiedener mechanischer Einrichtungen beeinträchtigt wird, welche derartige Drehhalterungsabschnitte aufweisen, sondern auch in dem Fall, dass der Anstieg des Drehwiderstands deutlich wird, Ausfälle wie Abblättern und Fressen hervorgerufen werden. Verschleiß, der diese Nachteile hervorruft, kann einfach auftreten, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeiten von Drehabschnitten verschiedener mechanischer Einrichtungen wie beispielsweise Getriebe und Kraftfahrzeug-Klimaanlagen infolge der erhöhten Leistung von Kraftfahrzeugen seit einigen Jahren erhöht werden.
Andererseits, in einem Fall, bei welchem eine Zylinderrolle 8a vorgesehen ist, bei welcher beide Endoberflächen in Axialrichtung als teilweise kugelförmige, konvexe Oberfläche ausgebildet sind, wie in 21 gezeigt, werden wie in 22 gezeigt, in einem Käfig 2, der eine ähnliche Konstruktion wie die herkömmliche Konstruktion aufweist, die voranstehend beschrieben wurde, unabhängig davon, ob ein Schräglauf auftritt oder nicht, ein Endrand einer inneren Oberfläche eines Umfangsrandabschnitts 22 an der Außendurchmesserseite einer Tasche in dem Käfig 2 und eine Endoberfläche 21a an der Außendurchmesserseite der Zylinderrolle 8a, die als teilweise kugelförmige, konvexe Oberfläche ausgebildet ist, zum Schleifen aneinander veranlasst (zu einem Randzusammenstoß miteinander versetzt), wodurch ein teilweise bogenförmiger, konkav ausgenommener Abschnitt 23a, der in 23 gezeigt ist, in einem zentralen Abschnitt des Umfangsrandabschnitts 22 an der Außendurchmesserseite hervorgerufen wird. Wenn dieser konkav ausgenommene Abschnitt 23a groß wird, wird ebenfalls ein derartiges Problem wie voranstehend geschildert hervorgerufen.
Eine in dem Patentdokument Nr. 5 geschilderte Konstruktion ist bislang bekannt als eine Konstruktion, welche den voranstehend geschilderten Nachteil verringert. 24 zeigt eine Konstruktion nach dem Stand der Technik, die entsprechend der Erfindung ausgebildet ist, die im Patentdokument Nr. 5 beschrieben ist. Bei dieser Konstruktion nach dem Stand der Technik ist eine Tasche 7a in einem Käfig 2 in solchem Ausmaß vorgesehen, dass sie einen proximalen Abschnitt eines Randabschnitts 5a an der Außendurchmesserseite erreicht. Weiterhin wird eine Zylinderrolle 8, bei welcher beide Endoberflächen in Axialrichtung als eine teilweise kugelförmige, konvexe Oberfläche ausgebildet sind, in der Tasche 7a gehalten, und wird die Endoberfläche 21a an der Außendurchmesserseite der Zylinderrolle 8a dazu veranlasst, einer Innenumfangsoberfläche des Randabschnitts 5a an der Außendurchmesserseite zugewandt zu sein. Bei der Konstruktion nach dem Stand der Technik mit einer Ausbildung wie voranstehend geschildert wird selbst dann, wenn beide Oberflächen zum Schleifen aneinander veranlasst werden, infolge der Tatsache, dass der Durchmesser des gegenseitig schleifenden Abschnitts klein ist, um so die Schleifgeschwindigkeit V auf ein extrem niedriges Niveau zu verringern, der Verschleiß des gegenseitigen Schleifabschnitts unterdrückt. Im Falle der Konstruktion nach dem Stand der Technik gemäß dem erwähnten Dokument Nr. 5 wird infolge der Tatsache, dass die Zylinderrolle 8a eingesetzt werden muss, bei welcher die Endoberflächen in Axialrichtung als konvexe Oberfläche ausgebildet sind, bei dieser Zylinderrolle 8a die Axiallänge L_8a der Abwälzoberfläche kurz, welche die Last tragen kann, und wird die Last, die abgefangen werden kann, in diesem Ausmaß klein.
Patentdokument Nr. 1: JP-A-6-94038
Patentdokument Nr. 2: JP-A-2000-213546
Patentdokument Nr. 3: JP-A-2002-206525
Patentdokument Nr. 4: JP-A-11-351245
Patentdokument Nr. 5: JP-A-2003-83333
Beschreibung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Die Erfindung wird angesichts der voranstehend geschilderten Umstände entwickelt, unter dem Gesichtspunkt, ein Zylinderrollenlager zu erzielen, das eine Konstruktion zur Sicherstellung einer Lasttragkapazität erleichtert, wodurch das Anbringen von Zylinderrollen in Taschen eines Käfigs erleichtert wird, und darüber hinaus der Verschleiß eines Umfangsrandabschnitts an der Außendurchmesserseite der Taschen verhindert wird, die in dem Käfig vorgesehen sind.
Maßnahmen zur Lösung der Probleme
Die vorliegende Erfindung schlägt zur Lösung der Problemstellung ein Axial-Zylinderrollenlager gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 vor. Ein solches Axial-Zylinderrollenlager ist aus der JP H11-351245 A (Patentdokument Nr. 4) bekannt.
Aus der WO 2004/111477 A1 ist ein ähnliches Axial-Zylinderrollenlager bekannt. Die JP 2005009526 A betrifft ein Axial-Nadellager.
Das erfindungsgemäße Axial-Zylinderrollenlager weist einen Käfig und mehrere Zylinderrollen auf. Der Käfig insgesamt ist in Kreisringform vorgesehen, und weist mehrere Taschen an mehreren Orten in seiner Umfangsrichtung auf, wobei jede Tasche in Radialrichtung verläuft.
Weiterhin ist der Käfig dadurch einstückig oder vereinigt ausgebildet, dass eine Metallplatte gebogen wird, und weist einen Randabschnitt an der Innendurchmesserseite auf, einen Randabschnitt an der Außendurchmesserseite, einen mittleren Plattenabschnitt, die Taschen, und mehrere Ständerabschnitte.
Hierbei liegt der Randabschnitt an der Innendurchmesserseite in einem Innenumfangsabschnitt, und ist kreisförmig ausgebildet, mit einer Form, die sich über den gesamten Umfang fortsetzt, und liegt der Randabschnitt an der Außendurchmesserseite in einem Außenumfangsrandabschnitt, und ist kreisförmig ausgebildet, konzentrisch zum Randabschnitt der Innendurchmesserseite, und setzt sich entlang dem gesamten Umfang fort.
Weiterhin liegt der mittlere Plattenabschnitt zwischen dem Randabschnitt an der Außendurchmesserseite und dem Randabschnitt an der Innendurchmesserseite, ist in Bezug auf die Durchmesserrichtung im Querschnitt gebogen, und besteht aus einem zentralen, flachen Plattenabschnitt, einem flachen Plattenabschnitt an der Außendurchmesserseite, einem flachen Plattenabschnitt an der Innendurchmesserseite, einem Innendurchmesserseiten-Verbindungsabschnitt und einem Außendurchmesserseiten-Verbindungsabschnitt.
Hierbei ist der zentrale Plattenabschnitt an einem Abschnitt vorgesehen, der in der Mitte in Richtung des Durchmessers angeordnet ist, und in Axialrichtung näher an einem Ende liegt.
Weiterhin ist der flache Plattenabschnitt an der Außendurchmesserseite an einem Abschnitt vorgesehen, der sich neben einer Durchmesserinnenseite des Randabschnitts der Außendurchmesserseite befindet, und in Axialrichtung näher an dem anderen Ende.
Weiterhin ist der flache Plattenabschnitt an der Innendurchmesserseite an einem Abschnitt vorgesehen, der sich in der Nähe einer im Durchmesser äußeren Seite des Randabschnitts der Innendurchmesserseite befindet, und in Axialrichtung näher an dem anderen Ende angeordnet ist.
Weiterhin verbindet der Verbindungsabschnitt an der Innendurchmesserseite einen Außenumfangsrand des flachen Plattenabschnitts an der Innendurchmesserseite mit einem Innenumfangsrand des zentralen, flachen Plattenabschnitts, und verbindet der Verbindungsabschnitt an der Außendurchmesserseite einen Außenumfangsrand des zentralen Plattenabschnitts mit einem Innenumfangsrandabschnitt des flachen Plattenabschnitts an der Außendurchmesserseite.
Darüber hinaus stellen die Taschen jeweils ein rechteckiges Loch dar, das länglich in Durchmesserrichtung des mittleren Plattenabschnitts verläuft, und sind in dem mittleren Plattenabschnitt intermittierend in Bezug auf eine Umfangsrichtung und einzeln in Radialrichtung vorgesehen.
Weiterhin werden die Zylinderrollen drehbar in den Taschen des Käfigs gehaltert.
Weiterhin, wie bei den herkömmlichen Axial-Zylinderrollenlagern, die voranstehend beschrieben wurden, steuert das Zylinderrollenlager die Axialverschiebung des Käfigs auf die eine Endseite in Axialrichtung, durch den Eingriff jedes Verriegelungsabschnitts an der Außendurchmesserseite und jedes Verriegelungsabschnitts an der Innendurchmesserseite, die auf einem Umfangsendrang jedes Ständerabschnitts vorgesehen sind, an Abschnitten des flachen Plattenabschnitts an der Außendurchmesserseite und des flachen Plattenabschnitts an der Innendurchmesserseite, mit einer Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle so, dass ein Teil jeder Zylinderrolle in Axialrichtung weiter vorsteht als distale Endränder sowohl der Randabschnitte an der Innendurchmesserseite und der Außendurchmesserseite als auch des zentralen, flachen Plattenabschnitts.
Weiterhin wird eine Axialverschiebung des Käfigs des anderen Ende in Axialrichtung gesteuert durch den Eingriff jedes zentralen Verriegelungsabschnitts, der auf dem Umfangsendrand des Ständerabschnitts an einem Abschnitt des zentralen flachen Plattenabschnitts vorgesehen ist, mit der Abwälzoberfläche der Zylinderrolle, in einem solchen Zustand, bei welchem ein Teil der Zylinderrolle in Axialrichtung weiter vorsteht als der Außendurchmesser des seitlichen flachen Plattenabschnitts und der Innendurchmesser des seitlichen, flachen Plattenabschnitts.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Ausmaß, um welches ein Teil jeder der Zylinderrollen in Axialrichtung weiter vorsteht als der flache Plattenabschnitt an der Außendurchmesserseite und der flache Plattenabschnitt an der Innendurchmesserseite, so dass der Käfig zu der einen Endseite in Axialrichtung verschoben wird, damit die Verriegelungsabschnitte an der Außendurchmesserseite und die Verriegelungsabschnitte an der Innendurchmesserseite in Eingriff mit der Abwälzoberfläche der Zylinderrolle versetzt werden, kleiner als jenes Ausmaß, um welches ein Teil der Zylinderrolle in Axialrichtung weiter vorsteht als der zentrale, flache Plattenabschnitt, in einem derartigen Zustand, bei welchem der Käfig zur anderen Endseite in Axialrichtung verschoben ist, um die zentralen Verriegelungsabschnitte mit der Abwälzoberfläche der Zylinderrolle in Verbindung zu bringen.
Dies führt dazu, dass beispielsweise ein Raum zwischen distalen Endrändern eines Paars von Verriegelungsabschnitten an der Außendurchmesserseite, ein Raum zwischen distalen Endrändern eines Paars zentraler Verriegelungsabschnitte, und ein Raum zwischen distalen Endrändern eines Paars von Verriegelungsabschnitten an der Innendurchmesserseite ordnungsgemäß eingestellt werden, wobei die Paare der Verriegelungsabschnitte an der Außendurchmesserseite, die zentralen Verriegelungsabschnitte, und die Verriegelungsabschnitte an der Innendurchmesserseite an beiden Umfangsende-Randabschnitten der Taschen vorgesehen sind, und zwar so, dass sie einander zugewandt sind. Genauer gesagt, wird der Raum zwischen den distalen Endrändern sowohl der Verriegelungsabschnitte an der Außendurchmesserseite als auch der Raum zwischen den distalen Endrändern der beiden Verriegelungsabschnitte an der Innendurchmesserseite gleich ausgebildet, und wird der Raum zwischen den distalen Endrändern der zentralen Verriegelungsabschnitte größer ausgebildet als diese Räume.
Falls jedoch das Ausmaß des Vorstehens der Zylinderrolle gegenüber den jeweiligen flachen Plattenabschnitten so gesteuert werden kann, ohne dass die Räume zwischen den jeweiligen distalen Endrändern der Verriegelungsabschnitte auf die voranstehend geschilderten Beziehungen gesteuert werden, infolge eines Durchhangs, der an den beiden Umfangsendrandabschnitten jeder Tasche bei dem Pressprozess (Pressschneidprozess) erzeugt wird, müssen die Räume nicht notwendigerweise auf diese Beziehungen eingestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung mit der voranstehend geschilderten Ausbildung kann ein Axial-Zylinderrollenlager erhalten werden, welches die Konstruktion erleichtert, um dessen Lasttragkapazität sicherzustellen, welches die Anbringung der Zylinderrollen in den Taschen in dem Käfig erleichtert, und einen Verschleiß der Umfangsrandabschnitte an der Außendurchmesserseite der Taschen unterdrückt, die in dem Käfig vorgesehen sind.
Da das Ausmaß des Vorstehens jeder Zylinderrolle sowohl gegenüber dem flachen Plattenabschnitt an der Außendurchmesserseite als auch jenem an der Innendurchmesserseite klein ist, infolge eines relativ engen (ausreichend eng, im Vergleich zum Durchmesser jeder Zylinderrolle) Raums zwischen den distalen Endrändern sowohl der Verriegelungsabschnitte an der Außendurchmesserseite als auch eines engen Raums zwischen den distalen Endrändern der beiden Verriegelungsabschnitte an der Innendurchmesserseite, bei welchen die distalen Endränder der Verriegelungsabschnitte an der Außendurchmesserseite und der Innendurchmesserseite in Eingriff gebracht werden, in Bezug auf beide Endabschnitte jeder Zylinderrolle in Bezug auf die Axialrichtung (der Zylinderrolle selbst), kann das Ausmaß der Verschiebung jeder Zylinderrolle in Bezug auf die Umfangsrichtung des Käfigs auf ein geringes Ausmaß verringert werden. Daher wird der Schräglaufwinkel jeder Zylinderrolle auf einen kleinen Winkel beschränkt, wodurch das Ausmaß des Auftretens versetzter Zusammenstöße zwischen der Endoberfläche an der Außendurchmesserseite der Zylinderrolle und dem Umfangsrandabschnitt an der Außendurchmesserseite der Tasche auf ein geringes Niveau verringert wird. Daher wird das Ausmaß des Auftretens einer Spannungskonzentration an einem gegenseitigen Schleifabschnitt zwischen der Endoberfläche an der Außendurchmesserseite und dem Umfangsrandabschnitt an der Außendurchmesserseite auf ein niedriges Niveau begrenzt. Weiterhin wird die Ausbildung eines Ölfilms zum Schmieren an dem gegenseitigen Schleifabschnitt erleichtert, wodurch ermöglicht wird, das Auftreten eines metallischen Kontakts an diesem gemeinsamen Schleifabschnitt zu verhindern. Dies führt dazu, dass die Ausbildung eines konkav ausgenommenen Abschnitts 23, wie in 20 gezeigt, an dem Umfangsrandabschnitt an der Außendurchmesserseite infolge von Verschleiß verhindert werden kann.
Andererseits sind, obwohl kein direkter Einfluss auf die Unterdrückung eines Schräglaufs der Zylinderrolle hervorgerufen wird, die Räume zwischen den distalen Endrändern der beiden zentralen Verriegelungsabschnitte relativ groß (kleiner, um ein geringes Ausmaß, als der Durchmesser jeder Zylinderrolle), die an dem mittleren Abschnitt in Richtung des Durchmessers jeder Tasche an der entgegengesetzten Seite der beiden Verriegelungsabschnitte an der Außendurchmesserseite und der beiden Verriegelungsabschnitte an der Innendurchmesserseite in Bezug auf die Axialrichtung vorgesehen sind (des Käfigs). Daher kann der Vorgang des Anbringens jeder Zylinderrolle in jeder Tasche einfach durchgeführt werden, durch elastisches Aufweiten des Raums zwischen den distalen Endrändern der beiden zentralen Verriegelungsabschnitte. Kurz gefasst, ist der Vorgang des Anbringens jeder Zylinderrolle in jeder Tasche in keinem Fall schwierig, durch Verengen des Raums zwischen den beiden Verriegelungsabschnitten an der Außendurchmesserseite und des Raums zwischen den beiden Verriegelungsabschnitten an der Innendurchmesserseite, unter dem Gesichtspunkt, einen Schräglauf der Zylinderrolle zu verhindern.
Weiterhin gibt es bei der vorliegenden Erfindung keine spezielle Einschränkung in Bezug auf die Ausbildung der Endoberfläche an der Außendurchmesserseite jeder Zylinderrolle, da der Verschleiß des Umfangsrandabschnitts an der Außendurchmesserseite jeder Tasche dadurch verhindert wird, dass der Schräglauf jeder Zylinderrolle verhindert wird. Daher wird die Ausbildung jeder Zylinderrolle so, dass sie eine erhebliche, effektive Länge aufweist, unter dem Gesichtspunkt, die Lasttragkapazität des Axial-Zylinderrollenlagers sicherzustellen, einfach.
Weiterhin tritt bei der vorliegenden Erfindung infolge der Tatsache, dass die Positionierung in Axialrichtung des Käfigs durch den Eingriff der jeweiligen Verriegelungsabschnitte, die in jeder Tasche vorgesehen sind, mit der Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle sichergestellt wird, kein Fall auf, bei welchem beide Seitenoberflächen in Axialrichtung des Käfigs dazu veranlasst werden, gegen die angepassten Laufringoberflächen zu schleifen. Daher kann ein Abstreifen von Schmieröl verhindert werden, das an den Laufringoberflächen anhaftet, durch den Käfig, wodurch ermöglicht wird, den Abwälzkontaktabschnitt zwischen den Laufringoberflächen und der Abwälzoberfläche der Zylinderrolle gut zu schmieren.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung beträgt das Ausmaß, um welches ein Teil jeder Zylinderrolle in Axialrichtung weiter vorsteht als der flache Plattenabschnitt an der Außendurchmesserseite und der flache Plattenabschnitt an der Innendurchmesserseite in einem derartigen Zustand, in welchem der Käfig zu einer Endseite in Axialrichtung verstellt ist, um die jeweiligen Verriegelungsabschnitte an der Außendurchmesserseite und die jeweiligen Verriegelungsabschnitte an der Innendurchmesserseite in Eingriff mit der Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle zu bringen, vorzugsweise 80% oder weniger, und bevorzugter 70% oder weniger, als jenes Ausmaß, um welches ein Teil jeder Zylinderrolle in Axialrichtung weiter vorsteht als der zentrale, flache Plattenabschnitt, in einem derartigen Zustand, bei welchem der Käfig zu der anderen Endseite in Axialrichtung verschoben wird, um die jeweiligen, zentralen Verriegelungsabschnitte in Eingriff mit der Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle zu versetzen.
Soweit das Ausmaß des maximalen Vorstehens gegenüber dem flachen Plattenabschnitt der Außendurchmesserseite und dem flachen Plattenabschnitt der Innendurchmesserseite kleiner gewählt ist als das maximale Ausmaß des Vorstehens gegenüber dem zentralen, flachen Plattenabschnitt, im Vergleich zu einem Fall, bei welchem beide Ausmaße des maximalen Vorstehens gleich sind, oder die Beziehung der beiden Ausmaße des maximalen Vorstehens umgekehrt ist, können die Funktionsweise und der Vorteil erzielt werden, dass der Schräglaufwinkel unterdrückt wird, während der Vorgang des Anbringens jeder Zylinderrolle in jeder Tasche erleichtert wird. Wenn jedoch die Differenz zwischen den Ausmaßen des maximalen Vorstehens so ist, dass das Ausmaß des maximalen Vorstehens gegenüber dem flachen Plattenabschnitt an der Außendurchmesserseite und dem flachen Plattenabschnitt an der Innendurchmesserseite nur um ein extrem kleines Ausmaß geringer ist als das Ausmaß des maximalen Vorstehens gegenüber dem zentralen, flachen Plattenabschnitt, werden die Funktionsweise und der Vorteil, der erreicht werden kann, begrenzt. Im Gegensatz hierzu, können dann, falls die Differenz zwischen den beiden Ausmaßen des maximalen Vorstehens so gewählt ist, wie dies bei der Erfindung beschrieben wurde, die voranstehend geschilderten Funktionen und Vorteile in ausreichendem Ausmaß erhalten werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass ein Maximalwert der Differenz (des Verhältnisses) zwischen den beiden Ausmaßen des maximalen Vorstehens auf folgende Art und Weise gesteuert wird. Bei einem maximalen Ausmaß des Vorstehens gegenüber dem zentralen, flachen Plattenabschnitt, das so erzielt wird, dass der Käfig zur anderen Endseite in Axialrichtung verschoben wird, um die jeweiligen, zentralen Verriegelungsabschnitte in Eingriff mit der Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle zu versetzen, wird das Ausmaß des Vorstehens (ein minimales Ausmaß des Vorstehens) jeder Zylinderrolle gegenüber dem flachen Plattenabschnitt an der Außendurchmesserseite und dem flachen Plattenabschnitt an der Innendurchmesserseite in solchem Ausmaß sichergestellt, dass dieses minimale Ausmaß des Vorstehens deutlich einen positiven Wert annimmt. In diesem Fall ist mit dem deutlich positiven Wert ein Wert gemeint, mit welchem das minimale Ausmaß des Vorstehens ermöglicht wird, um einen Zwischenraum zwischen den Oberflächen des flachen Plattenabschnitts an der Außendurchmesserseite und des flachen Abschnitts an der Innendurchmesserseite sicherzustellen, und den zugehörigen Laufringoberflächen, ohne dass ein Schleifen gegeneinander dieser beiden Oberflächen hervorgerufen wird. Das maximale Ausmaß des Vorstehens gegenüber dem flachen Plattenabschnitt an der Außendurchmesserseite und dem flachen Plattenabschnitt an der Innendurchmesserseite stellt selbstverständlich einen Wert dar, der größer ist als das minimale Ausmaß des Vorstehens. Andererseits ist das maximale Ausmaß des Vorstehens gegenüber dem zentralen, flachen Plattenabschnitt so gesteuert, dass das Herausfallen jeder Zylinderrolle aus dem Inneren jeder Tasche verhindert werden kann, und zwar dadurch, dass der Raum zwischen den distalen Endrändern des Paars zentraler Verriegelungsabschnitte kleiner ausgebildet wird als der Durchmesser jeder Zylinderrolle. Werden diese Tatsachen berücksichtigt, wird im Falle eines derartigen, allgemeinen Axial-Zylinderrollenlagers, das in ein Kraftfahrzeuggetriebe oder einen Kompressor für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage eingebaut ist, ein Maximalwert einer Differenz (eines Verhältnisses), die zwischen den beiden Ausmaßen des maximalen Vorstehens vorhanden ist, vorzugsweise gleich 4 oder weniger gewählt, und bevorzugter gleich 3 oder weniger.
Bevorzugt wird als jede der Zylinderrollen eine Zylinderrolle eingesetzt, bei welcher ein zentraler Abschnitt jedes von Endoberflächen in Axialrichtung (jeder Zylinderrolle selbst) so ausgebildet ist, dass er eine zentrale, flache Oberfläche bildet, die in einer Richtung liegt, die in rechtem Winkel zur Drehzentrumsachse jeder Zylinderrolle verläuft.
Falls die Zylinderrolle mit einer derartigen Ausbildung eingesetzt wird, kann die effektive Länge jeder Zylinderrolle vergrößert werden, um die Lasttragkapazität des Axial-Zylinderrollenlagers sicherzustellen.
Weiter bevorzugt wird mit einem Paar von Teilen, die Laufringoberflächen aufweisen, die in Abwälzkontakt mit der Abwälzoberfläche jeder der Zylinderrollen versetzt wird, die beide zur Umdrehung im Gebrauch veranlasst werden, der zentrale, flache Plattenabschnitt des Käfigs vorzugsweise so ausgebildet, dass er dem Teil zugewandt ist, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit im Gebrauch höher ist.
Durch Einsatz einer derartigen Konstruktion kann Schmieröl mit gutem Wirkungsgrad in einen Abwälzkontaktabschnitt eingebracht werden, der viel Schmieröl benötigt, zwischen den Laufringoberflächen, die sich mit hohen Geschwindigkeiten drehen, und der Abwälzoberfläche jeder der Zylinderrollen.
Vorteil der Erfindung
Bei der Erfindung mit der voranstehend geschilderten Ausbildung kann ein Axial-Zylinderrollenlager erzielt werden, welches die Konstruktion erleichtert, um die Lasttragkapazität sicherzustellen, die Anbringung der Zylinderrollen in den Taschen in dem Käfig erleichtert, und darüber hinaus den Verschleiß der Umfangsrandabschnitte an der Außendurchmesserseite der Taschen unterdrückt, die in dem Käfig vorgesehen sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[Fig. 1]
1(a) ist eine Teilschnittansicht, die ein Axial-Zylinderrollenlager in einem Zustand zeigt, bei welchem das Rollenlager in einer gedachten Ebene vorgesehen ist, welche eine Zentrumsachse eines Käfigs enthält, wobei der Käfig zu einer Endseite in Axialrichtung relativ zu einer Zylinderrolle verschoben ist, ist 1(b) eine Schnittansicht entlang der Linie I-I in 1(a), ist 1(c) eine Teilschnittansicht, die das Axial-Zylinderrollenlager in einem derartigen Zustand zeigt, bei welchem das Rollenlager auf der gedachten Ebene vorhanden ist, welche die Zentrumsachse des Käfigs enthält, wobei der Käfig zur anderen Endseite in Axialrichtung relativ zur Zylinderrolle verschoben ist, und ist 1(d) eine Schnittansicht entlang der Linie I'-I' in 1(c).
[Fig. 2]
Um die Ausbildung einer Tasche in dem Käfig zu zeigen, ist 2 eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, der sich ergibt, wenn man die Tasche aus Axialrichtung des Käfigs betrachtet.
[Fig. 3]
3(a) zeigt qv-Werte an einer Kontaktposition zwischen einer Endoberfläche der Außendurchmesserseite der Zylinderrolle und einem Umfangsrandabschnitt der Außendurchmesserseite der Tasche aus 2, und 3(b) zeigt qv-Werte eines Beispiels nach dem Stand der Technik.
[Fig. 4]
4 ist eine ähnliche Darstellung wie 7, welche den Reibungszustand zwischen der Endoberfläche an der Außendurchmesserseite einer Zylinderrolle und einem Umfangsrandabschnitt an der Außendurchmesserseite einer Tasche zeigt, und einen Verschleißzustand des Umfangsrandabschnitts an der Außendurchmesserseite der Tasche.
[Fig. 5]
5 ist eine Seitenansicht einer Zylinderrolle.
[Fig. 6]
6 ist eine Teilschnittansicht eines Axial-Zylinderrollenlager, das dadurch ausgebildet wird, dass die Zylinderrolle in dessen Käfig in einem solchen Zustand angebracht wird, dass das Rollenlager in einer gedachten Ebene liegt, welche eine Zentrumsachse des Käfigs enthält.
[Fig. 7]
7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von 6, und zeigt einen Reibungszustand zwischen einer Endoberfläche an der Außendurchmesserseite der Zylinderrolle und einem Umfangsrandabschnitt an der Außendurchmesserseite einer Tasche, sowie einen Verschleißzustand des Umfangsrandabschnitts an der Außendurchmesserseite der Tasche.
[Fig. 8]
Zur Beschreibung eines bevorzugten Ausmaßes der Verstellung in Axialrichtung eines Käfigs relativ zu einer Zylinderrolle sind die 8(a) und 8(b) Teilschnittansichten, welche den Käfig zeigen, der zu beiden Endabschnitten in Axialrichtung bewegt wird, und ein Axial-Zylinderrollenlager in einem derartigen Zustand, bei welchem das Rollenlager sich in einer gedachten Ebene befindet, welche eine Zentrumsachse des Käfigs enthält.
[Fig. 9]
9(a) ist eine Schnittansicht, entsprechend 1(b), die ein Axial-Zylinderrollenlager in einem derartigen Zustand zeigt, bei welchem sich das Rollenlager in einer gedachten Ebene befindet, welche eine Zentrumsachse eines Käfigs enthält, in einem solchen Fall, bei welchem der Käfig zu einer Endseite in Axialrichtung relativ zu einer Zylinderrolle verschoben ist, und ist 9(b) eine Schnittansicht entsprechend 1(d), welche das Axial-Zylinderrollenlager in einem derartigen Zustand zeigt, dass das Rollenlager sich auf der gedachten Ebene befindet, welche die Zentrumsachse des Käfigs enthält, in einem derartigen Fall, bei welchem der Käfig zur anderen Endseite in Axialrichtung relativ zur Zylinderrolle verschoben ist.
[Fig. 10]
10(a) ist eine Darstellung, die einen Vorgang des Druckschneidens eines Käfigs aus Metallblech zeigt, und 10(b) ist eine Darstellung, welche die Ausbildung einer geschnittenen Oberfläche des Metallblechs und eine Oberflächenanordnungsverteilung zeigt.
[Fig. 11]
11(a) ist eine Darstellung, die eine Druckschnittrichtung beim Druckschneiden des Stahlblechs zeigt, und 11(b) ist eine Darstellung, die eine Oberflächenausbildung eines Umfangsrandabschnitts an der Außendurchmesserseite einer Tasche zeigt, gesehen aus einer Richtung, die durch einen Pfeil XI in 11(a) angedeutet ist.
[Fig. 12]
Die 12(a) und 12(b) sind Teilschnittansichten, welche eine Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei 12(a) einen Zustand zeigt, bei welchem ein Käfig zu einer Endseite in Axialrichtung relativ zu einer Zylinderrolle verstellt wurde, und 12(b) einen Zustand zeigt, bei welchem der Käfig zur anderen Endseite in Axialrichtung entsprechend verstellt wurde.
[Fig. 13]
13(a) ist eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII in 12(a), und 13(b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie XIII'-XIII' in 12(b).
[Fig. 14]
14 ist eine Darstellung, welche die Ausbildung einer Tasche zeigt, die sich ergibt, wenn eine Betrachtung in Axialrichtung eines Käfigs erfolgt.
Die 15 bis 24 betreffen aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen:
[Fig. 15]
15 ist eine ähnliche Darstellung wie 6, und zeigt ein Beispiel eines üblichen Axial-Zylinderrollenlagers.
[Fig. 16]
16 ist eine Seitenansicht, die eine Zylinderrolle zeigt, die aus dem Lager entfernt wurde.
[Fig. 17]
17(a) und 17(b) sind Teilschnittansichten, die einen Zustand zeigen, bei welchem ein Käfig zu einer Endseite in Axialrichtung wie in 17(a) gezeigt relativ zur Zylinderrolle verschoben ist, und einen Zustand, bei welchem der Halter zu der anderen Endseite in Axialrichtung verschoben ist, gezeigt in 17(b), wobei sich das Axial-Zylinderrollenlager in einem derartigen Zustand befindet, dass das Rollenlager sich in einer gedachten Ebene befindet, die eine Zentrumsachse des Käfigs enthält.
[Fig. 18]
Zur Beschreibung der Ausbildung einer Tasche in dem Käfig ist 18 eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, bei welchem die Tasche aus der Zentrumsachsenrichtung des Käfigs aus betrachtet wird.
[Fig. 19]
19(a) und 19(b) sind Schnittansichten, ähnlich 1(b), die einen Nachteil erläutern, der hervorgerufen wird, wenn Abmessungen eines abgeschrägten Abschnitts auf einer Endoberfläche in Axialrichtung der Zylinderrolle ungeeignet sind.
[Fig. 20]
20 ist eine Darstellung, ähnlich 3(b), die einen Zustand zeigt, bei welchem ein Umfangsrandabschnitt an der Außendurchmesserseite der Tasche in dem Käfig verschlissen wird.
[Fig. 21]
21 ist eine Seitenansicht, die eine Zylinderrolle zeigt, deren Endoberflächen in Axialrichtung als kugelförmig, konvexe Oberflächen ausgebildet sind.
[Fig. 22]
22 ist eine Teilschnittansicht, die einen Zustand zeigt, bei welchem ein erstes Beispiel eines Axial-Zylinderrollenlagers, in welches die Zylinderrolle eingebaut ist, auf einer gedachten Ebene liegt, die eine Zentrumsachse eines Käfigs enthält.
[Fig. 23]
23 ist eine Darstellung einer Tasche, gesehen aus Zentrumsachsenrichtung des Käfigs, welche einen verschlissenen Zustand eines Umfangsrandabschnitts an der Außendurchmesserseite der Tasche zeigt, der bei dem Axial-Zylinderrollenlager hervorgerufen wird, in welches die Zylinderrolle eingebaut ist, deren Endoberflächen in Axialrichtung als konvexe Oberfläche ausgebildet sind.
[Fig. 24]
24 ist eine Teilschnittansicht, die einen Zustand zeigt, bei welchem ein zweites Beispiel für ein Axial-Zylinderrollenlager, bei welchem die Zylinderrolle, deren Endoberflächen in Axialrichtung als konvexe Oberfläche ausgebildet sind, eingebaut ist, auf einer gedachten Ebene liegt, welche eine Zentrumsachse eines Käfigs enthält.
Beschreibung von Bezugszeichen

1: Axial-Zylinderrollenlager; 2: Käfig; 4: Randabschnitt an der Innendurchmesserseite; 5, 5a: Randabschnitt an der Außendurchmesserseite; 6: mittlerer Plattenabschnitt; 7, 7a: Tasche; 8, 8a, 8b: Zylinderrolle; 9, 9a: zentrale flache Oberfläche; 10: Abwälzoberfläche; 11, 11a: abgeschrägter Abschnitt; 12: Ständerabschnitt; 13: zentraler, flacher Plattenabschnitt; 14: flacher Plattenabschnitt an der Außendurchmesserseite; 15: flacher Plattenabschnitt an der Innendurchmesserseite; 16, 16a: Verbindungsabschnitt an der Innendurchmesserseite; 17, 17a: Verbindungsabschnitt an der Außendurchmesserseite; 18, 18a: Verriegelungsabschnitt an der Außendurchmesserseite; 19, 19a: Verriegelungsabschnitt an der Innendurchmesserseite; 20, 20a: zentraler Verriegelungsabschnitt; 21, 21a, 21b: Endoberfläche an der Außendurchmesserseite; 22, 22a: Umfangsrandabschnitt an der Außendurchmesserseite; 23, 23a: konkav ausgenommener Abschnitt; 24: gegenseitige Schleifoberfläche.

Beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung
Es wird darauf hingewiesen, dass sich die 1 bis 11 auf die Ausführungsformen 1 bis 5 beziehen, die nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind, indes das Verständnis der 12 bis 14 verbessern, die ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel angeben.
(Ausführungsform 1)
Die 1 bis 2 zeigen die Ausführungsform 1. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Merkmal dieser Ausführungsform darin besteht, dass trotz der Tatsache, dass eine Zylinderrolle, bei welcher eine zentrale, flache Oberfläche 9 an einem zentralen Abschnitt ihrer Endoberflächen in Axialrichtung vorgesehen ist, als jede der Zylinderrollen 8 verwendet wird, das Auftreten von Verschleiß verhindert wird, der beispielsweise zu dem konkav ausgenommenen Abschnitt 23 führt, der in 20 wie voranstehend geschildert dargestellt ist, an dem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite jeder von mehreren Taschen 7, die in Radialrichtung in einem mittleren Plattenabschnitt 6 vorgesehen sind, der einen Käfig 2 bildet, durch Steuern der Bewegung jeder Zylinderrolle 8 in jeder Tasche 7 in Bezug auf eine Durchmesserabmessung (den Durchmesser der zentralen, flachen Oberfläche 9, die am zentralen Abschnitt vorgesehen ist), von abgeschrägten Abschnitten 11, die an Abschnitten an beiden Endoberflächen in Axialrichtung jeder Zylinderrolle 8 vorgesehen sind, die näher an deren Außendurchmesserseite liegen. Da die Ausbildung und die Funktionsweise der anderen Abschnitte ebenso sind wie bei der Konstruktion nach dem Stand der Technik, die in den voranstehend beschriebenen 15 bis 18 gezeigt ist, wird auf die Wiederholung entsprechender Darstellungen und Beschreibungen verzichtet, oder erfolgt dies nur kurz, so dass nachstehend hauptsächlich charakteristische Teile der Ausführungsform geschildert werden.
Im Falle dieser Ausführungsform ist, wie in den 1(a) und (b) gezeigt, ein Ausmaß Δ_A, um welches ein Teil der Zylinderrolle 8 gegenüber äußeren Oberflächen der beiden flachen Plattenabschnitte 14, 15 an der Außendurchmesserseite bzw. der Innendurchmesserseite vorsteht, welche den Käfig 2 bilden, in einem solchen Zustand, dass der Käfig 2 zu einer Endseite in Axialrichtung (der Unterseite in 1) relativ zur Zylinderrolle 8 verschoben ist, um jeweilige Verriegelungsabschnitte 18, 18 an der Außendurchmesserseite und jeweilige Verriegelungsabschnitte 19, 19 an der Innendurchmesserseite in Berührung mit einer Abwälzoberfläche 10 der Zylinderrolle 8 zu versetzen, kleiner ausgebildet als eine Abmessung W₁₁ des Schrägabschnitts 11 in Bezug auf eine Durchmesserrichtung der Zylinderrolle 8 (Δ_A < W₁₁). Daher, in einem derartigen Zustand, bei welchem die Verriegelungsabschnitte 18, 19 an der Außendurchmesserseite bzw. Innendurchmesserseite in Eingriff mit der Abwälzoberfläche 10 der Zylinderrolle 8 versetzt werden, wie durch ein Gittermuster in 1(b) angedeutet, liegt eine gegenseitige Schleifoberfläche zwischen der zentralen, flachen Oberfläche 9 der Zylinderrolle 8 und dem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite der Tasche 7 innerhalb eines Bereichs der Dicke eines Metallblechs, welches den Käfig 2 bildet. Anders ausgedrückt, liegt der Schrägabschnitt 11 des Umfangsrandabschnitts 22 an der Außendurchmesserseite der Tasche 7, einem Abschnitt gegenüber, der getrennt von einer Drehachse der Zylinderrolle 8 angeordnet ist, so dass er näher an einer Oberfläche des flachen Plattenabschnitts 14 an der Außenseite liegt, so dass ein Zwischenraum zwischen dem Abschnitt, der näher an der Oberfläche des flachen Plattenabschnitts 14 an der Außendurchmesserseite liegt, und dem Schrägabschnitt 11 ausgebildet wird (die relevanten Abschnitte werden so ausgebildet, dass sie nicht aneinander schleifen).
Weiterhin ist im Falle dieser Ausführungsform, wie in den 1(c) und (d) gezeigt, eine Differenz zwischen einem Ausmaß Δ_B, um welches ein Teil der Zylinderrolle 8 gegenüber der äußeren Oberfläche des flachen Plattenabschnitts 14 an der Außendurchmesserseite vorsteht, welcher den Käfig 2 bildet, in einem derartigen Zustand, dass der Käfig 2 zur anderen Endseite in Axialrichtung (der Oberseite in 1) verschoben ist, relativ zur Zylinderrolle 8, um so jeweilige zentrale Verriegelungsabschnitte 20, 20 in Kontakt mit der Abwälzoberfläche 10 der Zylinderrolle 8 zu versetzen, und der Abmessung W₁₁ des Schrägabschnitts 11 in Bezug auf die Durchmesserrichtung der Zylinderrolle 8 (W₁₁ – Δ_B) so gewählt, dass sie kleiner ist als eine Dicke T₂ der Metallplatte, welche den Käfig 2 bildet {(W₁₁ – Δ_B) < T₂}. Selbst in einem derartigen Zustand, bei welchem die jeweiligen zentralen Verriegelungsabschnitte 20, 20 und die Abwälzoberfläche 10 der Zylinderrolle 8 in Eingriff miteinander versetzt werden, wie schraffiert durch ein Gittermuster in 1(d) gezeigt, schleifen daher die zentrale, flache Oberfläche 9 der Zylinderrolle 8 und der Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite der Tasche 7 aneinander. Anders ausgedrückt, tritt nicht der Fall auf, dass ein innerer Endrand des Umfangsrandabschnitts 22 an der Außendurchmesserseite und der Schrägabschnitt 11 aneinander schleifen (wodurch ein Zusammenstoß ihrer Ränder hervorgerufen wird).
Damit das Ausmaß des Vorspringens (das Ausmaß des maximalen Vorspringens) Δ_A, Δ_B innerhalb jener Bereiche liegt, die voranstehend beschrieben wurden, werden im Falle der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, ein Raum D₁₈ zwischen dem Paar der Verriegelungsabschnitte 18, 18 an der Außendurchmesserseite (ein Raum D₁₉ zwischen dem Paar der Verriegelungsabschnitte 19, 19 an der Innendurchmesserseite) und ein Raum D₂₀ zwischen dem Paar der zentralen Verriegelungsabschnitte 20, 20 in Bezug auf den Durchmesser D₈ (vgl. 1) der Zylinderrolle 8 gesteuert, wobei jedes Paar der Verriegelungsabschnitte in einer Tasche 7 so angeordnet ist, dass sie einander zugewandt sind.
Im Falle der vorliegenden Ausführungsform wird durch die voranstehend geschilderte Ausbildung verhindert, dass jener Abschnitt des Umfangsrandabschnitts 22 an der Außendurchmesserseite, der von der Drehzentrumsachse der Zylinderrolle 8 entfernt ist, so dass er näher an der Oberfläche {einer oberen Oberfläche in 1(a)) liegt, und die Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite der Zylinderrolle 8 aneinander schleifen. Anders ausgedrückt, wird das gegenseitige Schleifen zwischen dem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite der Tasche 7 und der Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite der Zylinderrolle 8 verhindert, die in der Tasche 7 gehaltert ist, wie schraffiert durch das Gittermuster in 1(b) angedeutet, angeordnet an jenem Ort, der näher an einem in Umfangsrichtung zentralen Abschnitt der Tasche 7 liegt. Daher kann nur schwer eine lokale Spannungskonzentration hervorgerufen werden, die anderenfalls durch den gegenseitigen Schleifabschnitt infolge des versetzten Zusammenstoßes entsteht, der durch den Schräglauf der Zylinderrolle hervorgerufen wird, und wird darüber hinaus die Gleitgeschwindigkeit V an dem Abschnitt des gegenseitigen Schleifens auf ein niedriges Niveau unterdrückt. Dies führt dazu, dass die Ausbildung eines konkav ausgenommenen Abschnitts 23 verhindert werden kann, wie in 20 gezeigt, wie voranstehend geschildert durch Verschleiß hervorgerufen. Weiterhin werden der innere Endrand des Umfangsrandabschnitts an der Außendurchmesserseite und der Schrägabschnitt 11 in keinem Fall in Randberührung miteinander versetzt, so dass kein merklicher Verschleiß an dem relevanten Abschnitt hervorgerufen wird.
Weiterhin werden bei der vorliegenden Ausführungsform infolge der Tatsache, dass die Positionierung in Axialrichtung des Käfigs 2 durch den Eingriff der jeweiligen Verriegelungsabschnitte 18 bis 20, die entlang jeder Tasche vorgesehen sind, und der Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 erzielt wird, die Seitenoberflächen in Axialrichtung des Käfigs 2 in keinem Fall zum Schleifen mit den zugehörigen Laufringoberflächen veranlasst. Daher kann das Abtrennen von Schmieröl verhindert werden, das an den Laufringoberflächen anhaftet, durch den Käfig 2, so dass der Abwälzkontaktabschnitt zwischen den Laufringoberflächen und der Abwälzoberfläche 10 jeder der Zylinderrollen 8 gut geschmiert werden kann. Daher kann selbst unter erschwerten Einsatzbedingungen verhindert werden, dass eine Beschädigung der Abwälzoberfläche 10 und der jeweiligen, dazugehörigen Laufringoberflächen auftritt.

Die nachstehende Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse eines Versuchs, der ausgeführt wurde, um den Vorteil der vorliegenden Ausführungsform zu bestätigen. Der Versuch wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt: eine Axialdruckbelastung wird bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit eingesetzt, die das Doppelte einer zulässigen Umdrehungsgeschwindigkeit beträgt, über 100 Stunden, in einem derartigen Zustand, bi welchem eine Axialdruckbelastung, die 15% eines Nennwerts der dynamischen Belastung beträgt, auf das Axial-Zylinderrollenlager einwirkt, und danach der Verschleiß bei jedem interessierenden Abschnitt untersucht wird. Das verwendete Schmieröl ist ein AT-Fluid, und die Temperatur ist Zimmertemperatur. [Tabelle 1]

Art	Käfigführungstyp	Δ_A/W₁₁	(W₁₁ – Δ_B)/T₂	Käfigbohrverschleißbeschädigung	Abblättern des Lagers
Ausführungsform	Rollenführung	0,8	0,95	Nein	Nein
		0,8	0,8	Nein	Nein
		1,0	0,7	Nein	Nein
Vergleichsbeispiel	Rollenführung	1,1	0,7	Ja	Nein
	Rollenführung	1,4	0,6	Ja	Nein
	Laufringführung	0,6	-	Nein	Ja
	Laufringführung	1,5	-	Ja	Ja

Wie aus den in der voranstehenden Tabelle 1 angegebenen Versuchsergebnissen deutlich wird, kann der Verschleiß des Umfangsrandabschnitts 22 an der Außendurchmesserseite der Tasche, die in dem Käfig 2 vorhanden ist, unterdrückt werden, wenn der Bohrverschleiß des Endabschnitts an der Außendurchmesserseite der Zylinderrolle 8 unter der einen Endseite des Abschnitts des Käfigs 2, der näher an dessen Außendurchmesserseite liegt, infolge von Verschleiß, der andererseits hervorgerufen würde, verhindert werden, und kann darüber hinaus eine gute Schmierung des Abwälzkontaktabschnitts erzielt werden.
Weiterhin zeigt zum Zweck der Bestätigung des Vorteils der vorliegenden Ausführungsform 3 qv-Werte (einen Wert der Multiplikation der Belastung mit der Gleitgeschwindigkeit), die an Kontaktabschnitten auf den Zylinderrollen 8 erhalten wurden, deren Schrägabschnitte 11 die gleiche Abmessung W₁₁ wie bei der Ausführungsform aufweisen, bei welcher trotz der Tatsache, dass der Käfig 2 in Axialrichtung relativ zur Zylinderrolle 8 verschoben ist, die Zylinderrolle 8 gegen den Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite jeder Tasche 7 an deren zentraler, flacher Oberfläche 9 schleift, sowie bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik, das in 19(b) gezeigt ist, bei welchem der Endrand an der Innenumfangsseite des Umfangsrandabschnitts 22 an der Außendurchmesserseite in Randberührung mit dem Schrägabschnitt 11 infolge der Axialverstellung des Käfigs 2 versetzt wird. Hierbei beträgt die Umdrehungsgeschwindigkeit des Lagers 17300 Umdrehungen pro Minute, beträgt die Axialbelastung 460 N, und ist die Anzahl eingesetzter Rollen gleich 50, und werden die gleichen Bedingungen eingesetzt, mit Ausnahme des Ausmaßes Δ_B des Vorstehens gegenüber der Außenoberfläche des flachen Plattenabschnitts 14 an der Außendurchmesserseite.
Hierbei wurden bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik, das in 3(b) gezeigt ist, die Zylinderrollen 8 stark instabil, und sieht man, dass infolge der Tatsache, dass die Endoberfläche 21 der Außendurchmesserseite der Zylinderrolle 8 in Punktberührung mit dem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite der Tasche 7 steht, dass der qv-Wert zunimmt, und daher ein teilweiser Verschleiß hervorgerufen wird. Im Gegensatz hierzu wird erkenntlich, dass bei der Ausführungsform, wie in 3(a) gezeigt, infolge der Tatsache, dass die Berührungsorte nicht zusammenlaufen, und der qv-Wert verringert wird, der Verschleiß verringert wird.
Weiterhin wird durch ein Paar von Teilen 40, 41 (vgl. 15), die Laufringoberflächen 40a, 41a aufweisen, die in Abwälzberührung mit der Abwälzoberfläche 10 jeder der Zylinderrollen 8 versetzt werden, die beide im Einsatz zur Drehung veranlasst werden, der zentrale, flache Plattenabschnitt 13 des Käfigs 2 dazu veranlasst, dem Teil 41 zugewandt zu sein, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit im Gebrauch höher ist. Wenn eine derartige Konstruktion eingesetzt wird, kann mehr Schmieröl dem gegenseitigen Schleifabschnitt zwischen der Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite jeder Zylinderrolle 8 und dem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite des Käfigs 2 zugeführt werden, wodurch ermöglicht wird, dass kaum eine metallische Berührung an den gegenseitig schleifenden Abschnitten auftritt.
(Ausführungsform 2)
4 zeigt die Ausführungsform 2. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Merkmal der vorliegenden Ausführungsform auch in der Tatsache besteht, dass selbst infolge der Tatsache, dass eine Zylinderrolle, bei welcher eine zentrale, flache Oberfläche 9 in einem zentralen Abschnitt ihrer Endoberflächen in Axialrichtung als Zylinderrollen 8 eingesetzt wird, das Auftreten von Verschleiß, der etwa zu dem konkav ausgenommenen Abschnitt 23 führt, der in 20 dargestellt ist, wie voranstehend geschildert, an einem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesser jeder der Taschen 7, die in Radialrichtung in einem mittleren Plattenabschnitt 6 vorgesehen sind, der einen Käfig 2 bildet, verhindert wird, durch Kontrollieren der Bewegung jeder Zylinderrolle 8 in jeder Tasche 7 in Bezug auf eine Durchmesserabmessung (den Durchmesser der zentralen, flachen Oberfläche 9, die an dem zentralen Abschnitt vorgesehen ist) von Schrägabschnitten 11, die an Abschnitten auf beiden Endoberflächen in Axialrichtung jeder Zylinderrolle 8 vorhanden sind, die näher an deren Außendurchmesserseite liegen. Da die Ausbildung und Funktionsweise der anderen Abschnitte ähnlich wie bei der in den 15 bis 18 geschilderten, voranstehend beschriebenen Konstruktion nach dem Stand der Technik sind, wird auf die Wiederholung ähnlicher Darstellungen und Beschreibungen verzichtet, oder erfolgt dies nur kurz, so dass nachstehend hauptsächlich charakteristische Teile der Ausführungsform geschildert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden, wie in 4 gezeigt, in einem derartigen Zustand, bei welchem der Käfig 2 zu einer Endseite in Axialrichtung (einer unteren Seite in 4) in Bezug auf die Zylinderrolle 8 verschoben ist, um einzelne Verriegelungsabschnitte 18, 18 an der Außendurchmesserseite und einzelne Verriegelungsabschnitt 19, 19 an der Innendurchmesserseite in Berührung mit einer Abwälzoberfläche 10 der Zylinderrolle 8 zu versetzen, die zentrale, flache Oberfläche 9, die auf der Endoberfläche in Axialrichtung der Zylinderrolle 8 vorhanden ist, und der Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite der Tasche 7 in Gleitberührung miteinander an einer gegenseitigen Schleifoberfläche 24 versetzt, die in 4 schraffiert als ein Gittermuster dargestellt ist. Im Falle der vorliegenden Ausführungsform wird eine Länge L₂₄ dieser gegenseitigen Schleifoberfläche 24 in Bezug auf eine Umfangsrichtung des Käfigs 2 so gesteuert, dass sie innerhalb von 80% (L₂₄ ≤ 0,8 D₈) und vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 40 bis 70% {L₂₄ = (0,4 bis 0,7)D₈} eines Durchmessers D₈ der Zylinderrolle 8 liegt. Die exakte Konstruktion, welche die Länge L₂₄ der gegenseitigen Schleifoberfläche 24 steuert, ist ähnlich jener der Ausführungsform 1, die voranstehend beschrieben wurde. Auch im Falle der vorliegenden Ausführungsform kann, wie bei der Ausführungsform 1, das Auftreten eines derartigen Verschleißes verhindert werden, der zum Bohrverschleiß der Zylinderrolle 8 führt.
(Ausführungsform 3)
Die 5 bis 7 zeigen die Ausführungsform 3. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Merkmal der vorliegenden Ausführungsform in der Tatsache besteht, dass trotz der Tatsache, dass eine Zylinderrolle, bei welcher eine zentrale, flache Oberfläche 9a an einem zentralen Abschnitt von deren Endoberflächen in Axialrichtung vorhanden ist, als jede der Zylinderrollen 8b eingesetzt wird, das Auftreten eines derartigen Verschleißes verhindert wird, der zu dem konkav ausgenommenen Abschnitt 23 führt, der in der voranstehend geschilderten 20 dargestellt ist, an einem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite jeder von mehreren Taschen 7, die in Radialrichtung in einem mittleren Plattenabschnitt 6 vorgesehen sind, der einen Käfig 2 bildet, durch Kontrollieren der Ausbildung und der Abmessungen von Schrägabschnitten 11a, 11a, die an beiden Endoberflächen in Axialrichtung jeder Zylinderrolle 8b an einem Abschnitt vorgesehen sind, der näher an deren Außendurchmesserseite liegt in Beziehung zur Bewegung jeder Zylinderrolle 8b in jeder Tasche 7. Da die Ausbildung und die Funktionsweise der anderen Abschnitte ebenso ist wie bei der Konstruktion nach dem Stand der Technik, die in den voranstehend beschriebenen 15 bis 18 dargestellt ist, wird eine Wiederholung ähnlicher Darstellungen und Beschreibungen weggelassen, oder erfolgt dies nur kurz, so dass nachstehend hauptsächlich die charakteristischen Teile der Ausführungsform beschrieben werden.
Im Falle der vorliegenden Ausführungsform ist bei jeder der Zylinderrollen 8 in Bezug auf die Abmessungen der Schrägabschnitte 11a, 11a, die auf beiden Endoberflächen in Axialrichtung an dem Abschnitt vorgesehen sind, der näher an deren Außendurchmesserseite liegt, eine Richtung W_11a in Durchmesserrichtung jeder Zylinderrolle 8b größer gewählt als eine Abmessung L_11a in deren Axialrichtung (L_11a < W_11a). Daher ist ein Durchmesser D_9a der zentralen, flachen Oberfläche 9a, der an dem zentralen Abschnitt der beiden Endoberflächen in Axialrichtung jeder Zylinderrolle 8b vorhanden ist, die bei dieser Ausführungsform eingesetzt wird, kleiner als der Durchmesser D₉ (vgl. 16) der zentralen, flachen Oberfläche 9, der an dem zentralen Abschnitt der beiden Endoberflächen in Axialrichtung der Zylinderrolle 8 vorgesehen ist, die bei der Konstruktion nach dem Stand der Technik vorgesehen ist (D_9a < D₉). Anders ausgedrückt, ist im Falle der vorliegenden Ausführungsform ein Grenzabschnitt zwischen der zentralen, flachen Oberfläche 9a und den beiden Schrägabschnitten 11a, 11a näher an einer (Dreh-)Zentrumsachse jeder Zylinderrolle 8b angeordnet als am Grenzabschnitt der Konstruktion nach dem Stand der Technik. Es wird darauf hingewiesen, dass das Ausmaß, in welchem die Durchmesserabmessung W_11a größer ist als die Axialabmessung L_11a, vorzugsweise in der Größenordnung des 1,1- bis 2-Fachen der letztgenannten Abmessung liegt.
Im Falle der vorliegenden Ausführungsform wird durch Kontrollieren der Abmessungen der beiden Schrägabschnitte 11a, 11a auf die voranstehend geschilderte Art und Weise der Verschleiß eines gegenseitigen Schleifabschnitts zwischen der Endoberfläche 21b an der Außendurchmesserseite jeder Zylinderrolle 8b und einem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite jeder Tasche 7 unterdrückt, während eine Axiallänge L₁₀ der Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8b sichergestellt wird (also eine effektive Länge jeder Zylinderrolle 8b), und kann, wie bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform 1, das Auftreten eines derartigen Verschleißes verhindert werden, der zum Bohrverschleiß der Zylinderrolle 8b führt.
Weiterhin wird im Falle der vorliegenden Ausführungsform als jede Zylinderrolle 8b eine Zylinderrolle verwendet, bei welcher die flache, zentrale Oberfläche 9a an beiden Endoberflächen in Axialrichtung vorgesehen ist, die in Richtung in rechtem Winkel zur Drehzentrumsachse der Zylinderrolle 8b verlaufen, und sind die zentralen, flachen Oberflächen 9a und die Abwälzoberfläche 10 kontinuierlich über die Schrägabschnitte 11a verbunden, welche die voranstehend geschilderten Abmessungen L_11a, W_11a aufweisen. Daher wird die Axiallänge L₁₀ der Abwälzoberfläche 10 (also die effektive Länge jeder Zylinderrolle 8b) vergrößert, wodurch eine Konstruktion erleichtert wird, die dazu dient, die Lasttragkapazität des Axial-Zylinderrollenlagers zu erhöhen, in welches die Zylinderrolle 8 eingebaut ist.
(Ausführungsform 4)
Ausführungsform 4 wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Bei der Ausführung der ersten bis dritten Ausführungsform, die voranstehend beschrieben wurden, wird das Ausmaß der Verschiebung jeder Zylinderrolle 8 in Axialrichtung eines Käfigs 2 in jeder Tasche in gewissem Ausmaß sichergestellt. Um das Ausmaß dieser Verschiebung zu steuern, werden zwei in 8 dargestellte Zustände betrachtet. Hierbei ist ein in 8(a) gezeigter Zustand so, dass der Käfig 2 zu einer Endseite in Axialrichtung verschoben wird, um einzelne Verriegelungsabschnitte 19 an der Innendurchmesserseite in Eingriff mit einer Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 zu versetzen. Ein Ausmaß, um welches ein Teil jeder Zylinderrolle 8 gegenüber äußeren Oberflächen der flachen Plattenabschnitte 14, 15 an der Außendurchmesserseite bzw. der Innendurchmesserseite vorsteht, welche den Käfig 2 bilden, wird in diesem Zustand gleich Δ_max ausgebildet. Im Gegensatz hierzu ist ein in 8(b) dargestellter Zustand so, dass der Käfig 2 zur anderen Endseite in Axialrichtung verschoben ist, um einzelne, zentrale Verriegelungsabschnitte 20 in Eingriff mit der Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 zu versetzen. Das Ausmaß, um welches ein Teil jeder Zylinderrolle 8 gegenüber den äußeren Oberflächen der flachen Plattenabschnitte 14, 15 an der Außendurchmesserseite bzw. der Innendurchmesserseite in diesem Zustand vorsteht, ist gleich Δ_min gewählt. Dann ist eine Differenz (Δ_max – Δ_min) zwischen den beiden Ausmaßen Δ_max, Δ_min des Vorstehens, also das Ausmaß der Lose in Axialrichtung des Käfigs 2 relativ zur Zylinderrolle 8 so gewählt, dass sie 50 μm oder mehr beträgt.
Bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen 1 bis 3 kann in jenem Fall, in welchem das Ausmaß der Lose von 50 μm oder mehr sichergestellt wird, während die Bedingungen zur Erzielung der Positionierung in Axialrichtung des Käfigs durch die Rollenführung sichergestellt wird, ein Zwischenraum zwischen der Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 und beiden Umfangsseitenrändern jedes Ständerabschnitts 12, welche den Käfig 2 bilden, ausreichend sichergestellt werden. Daher kann das Entfernen von Schmieröl verhindert werden, das an der Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 anhaftet, durch beide Umfangsseitenränder jedes Ständerabschnitts 12, wodurch ermöglicht wird, eine ausreichende Menge an Schmieröl einem Abwälzkontaktabschnitt zwischen der Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 und den zugehörigen Laufringoberflächen zuzuführen. Dann wird ein ausreichender Ölfilm auf jedem Abwälzkontaktabschnitt ausgebildet, wodurch die Abwälz-Grenz-Lastspielzahl der Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 und den zugehörigen Laufringoberflächen sichergestellt wird.
(Ausführungsform 5)
Ausführungsform 5 nimmt Bezug auf die 9 bis 11. 9(a) ist eine Schnittansicht entsprechend 1(b), und zeigt einen Zustand, bei welchem ein Axial-Zylinderrollenlager in einer gedachten Ebene liegt, welche die Zentrumsachse eines Käfigs enthält, wobei der Käfig zu einer Endseite in Axialrichtung relativ zu einer Zylinderrolle verschoben ist, und 9(b) ist eine Schnittansicht entsprechend 1(d), die einen Zustand zeigt, bei welchem das Axial-Zylinderrollenlager auf der gedachten Ebene liegt, welche die Zentrumsachse des Käfigs enthält, wobei der Käfig zur anderen Endseite in Axialrichtung relativ zur Zylinderrolle verschoben ist.
Die Ausführungsform 5 ist eine Ausführungsform, bei welcher das Ausmaß, das anhand Ausführungsform 1 beschrieben wurde, um welches ein Teil jeder Zylinderrolle 8 gegenüber der Außenoberfläche der flachen Plattenabschnitte 14, 15 an der Außendurchmesserseite bzw. Innendurchmesserseite in einem solchen Zustand vorsteht, dass der Käfig 2 zu einer Endseite in Axialrichtung relativ zur Zylinderrolle verschoben ist, um so die einzelnen Verriegelungsabschnitte 18 an der Außendurchmesserseite und die einzelnen Verriegelungsabschnitte 19 an der Innendurchmesserseite in Eingriff mit der Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 zu versetzen, besser gesteuert wird. Im Einzelnen ist eine Scheroberfläche 25 an dem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite der Tasche 7, die ausgebildet wird, wenn ein Druckvorgang (ein Druckschneidvorgang) durchgeführt wird, an einem Abschnitt vorgesehen, der näher an der Drehzentrumsachse jeder Zylinderrolle 8 angeordnet ist, und steht die zentrale, flache Oberfläche 9 jeder Zylinderrolle 8 in Kontakt nur mit der Scheroberfläche 25, während sich das Rollenlager dreht.
Wie in 10 gezeigt, wird üblicherweise ein Käfig 2 dadurch hergestellt, dass ein Stahlblech S auf einem Werkzeug 30 angeordnet wird, und eine Tasche 7 mit Hilfe eines Stanzwerkzeugs 31 durch Druckschneiden hergestellt wird. Hierbei wird eine Scheroberfläche durch das Stanzwerkzeug 31 geschnitten, wird ein geschnittener Bereich b erzeugt, der so aussieht, dass er zerrissen ist, infolge von Spalten, die in dem Stahlblech S durch den Schneidvorgang infolge des Stanzwerkzeugs 31 hervorgerufen werden, und ebenso groß werden wie die Scheroberfläche a, und werden weiterhin Vertiefungen und Grate auf einer Endoberfläche der Tasche 7 hervorgerufen. Die Scheroberfläche a weist eine bessere Oberflächenrauhigkeit auf als der geschnittene Bereich b.
Daher wird eine Tasche 7 des Käfigs 2, die in 11(a) gezeigt ist, dadurch bearbeitet, dass eine Oberfläche, die äußere Oberflächen der flachen Plattenabschnitte 14, 15 an der Außendurchmesserseite bzw. der Innendurchmesserseite bildet, auf das Werkzeug aufgesetzt wird, und ein Pressschneiden der Oberfläche durch das Stanzwerkzeug von einer Richtung erfolgt, die durch einen Pfeil X dargestellt ist, wodurch eine Scheroberfläche 25 an einem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite der Tasche 7 ausgebildet wird, die so hergestellt wurde, an einem Abschnitt, der näher an der Drehzentrumsachse jeder Zylinderrolle 8 liegt, und wird ein geschnittener Bereich 26 an einem Abschnitt ausgebildet, der weiter entfernt von der Drehzentrumsachse der Zylinderrolle 8 ist als die Scheroberfläche 25, und sich näher an der Oberfläche des flachen Plattenabschnitts 14 an der Außendurchmesserseite (vgl. 11(b)) befindet. Die Oberflächenrauhigkeit dieser Scheroberfläche 25 ist im Wesentlichen ebenso groß wie jene des Materials vor der Bearbeitung, in der Größenordnung von 0,15 bis 0,5 μm, und die Oberflächenrauhigkeit Ra des geschnittenen Bereiches 26 beträgt 1,0 bis 2,5 μm.
Weiterhin ist, wie in 9(a) gezeigt, ein Ausmaß Δ_A, um welches ein Teil jeder Zylinderrolle 8 gegenüber den äußeren Oberflächen der flachen Plattenabschnitte 14, 15 an der Außendurchmesserseite bzw. Innendurchmesserseite in einem derartigen Zustand vorsteht, bei welchem der Käfig 2 zu einer Endseite in Axialrichtung verschoben ist, um so die einzelnen Verriegelungsabschnitte 18 an der Außendurchmesserseite und die einzelnen Verriegelungsabschnitte 19 an der Innendurchmesserseite in Eingriff mit der Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 zu bringen, kleiner ausgebildet als ein Wert, der sich dadurch ergibt, dass eine Schnittflächenhöhe h₂₆ von einer Abmessung W₁₁ eines Schrägabschnitts 11 in Bezug auf eine Durchmesserrichtung der Zylinderrolle 8 subtrahiert wird (Δ_A < W₁₁ – h₂₆), wodurch die zentrale, flache Oberfläche 9 jeder Zylinderrolle 8 in Kontakt nur mit der Scheroberfläche 26 des Umfangsrandabschnitts 22 an der Außendurchmesserseite jeder Tasche 7 in einem derartigen Zustand versetzt wird, bei welchem der Käfig 2 zu einer Endseite in Axialrichtung verschoben ist, um so die einzelnen Verriegelungsabschnitte 18 an der Außendurchmesserseite und die einzelnen Verriegelungsabschnitte 19 an der Innendurchmesserseite in Eingriff mit der Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 zu versetzen.
Weiterhin ist, wie in 9(b) gezeigt, wie bei der Ausführungsform 1, in einem derartigen Zustand, bei welchem der Käfig 2 zur anderen Endseite in Axialrichtung relativ zu jeder Zylinderrolle 8 verschoben ist, um die einzelnen, zentralen Verriegelungsabschnitte 20, 20 in Eingriff mit der Abwälzoberfläche 10 der Zylinderrolle 8 zu versetzen, eine Differenz (W₁₁ – Δ_B) zwischen einem Ausmaß Δ_B, um welches ein Teil jeder Zylinderrolle 8 gegenüber der Außenoberfläche des flachen Plattenabschnitts 14 an der Außendurchmesserseite vorsteht, und der Abmessung W₁₁ des Schrägabschnitts 11 in Bezug auf die Durchmesserrichtung der Zylinderrolle 8 kleiner gewählt als eine Dicke T₂ der Metallplatte, welche den Käfig 2 bildet {(W₁₁ – Δ_B) < T₂}. Daher kann es nicht geschehen, dass die zentrale, flache Oberfläche 9 jeder Zylinderrolle 8 in Kontakt mit der Scheroberfläche 25 auf dem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite jeder Tasche 7 versetzt wird, obwohl der Käfig 2 zu einer Endseite in Axialrichtung verstellt ist, oder zur anderen Endseite in Axialrichtung, während sich das Rollenlager dreht.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Oberflächenrauhigkeit Ra der zentralen, flachen Oberfläche 9 jeder Zylinderrolle 8 so gewählt ist, dass sie 0,3 μm oder weniger beträgt. Weiterhin wird, wie in 9(b) gezeigt, die Abwälzoberfläche 10 jeder Zylinderrolle 8 in Kontakt mit dem einzelnen, zentralen Verriegelungsabschnitt 20, 20 in einen derartigen Zustand versetzt, bei welchem der Käfig 2 zur anderen Endseite in Axialrichtung relativ zur Zylinderrolle 8 verschoben ist.
Da die zentrale, flache Oberfläche 9 jeder Zylinderrolle 8 immer in Kontakt mit der Scheroberfläche 25 auf dem Umfangsrandabschnitt 22 an der Außendurchmesserseite jeder Tasche 7 gelangt, während sich das Rollenlager dreht, auf die voranstehend geschilderte Art und Weise, wird die Oberflächenrauhigkeit des Umfangsrandabschnitts 22 an der Außendurchmesserseite jeder Tasche 7, der in Kontakt mit jeder Zylinderrolle 8 versetzt wird, verbessert, wodurch das Ausmaß der Lose (das Ausmaß der Bewegung in Axialrichtung) jeder Zylinderrolle 8 verringert wird, so dass nicht nur das Auftreten eines Schräglaufs unterdrückt wird, sondern auch ein ausreichender Ölfilm zum Schmieren auf einer gegenseitigen Schleifoberfläche 24 zur Verfügung gestellt wird. Dies führt dazu, dass der Bohrverschleiß eines Endabschnitts an der Außendurchmesserseite jeder Zylinderrolle 8 unter einer Oberflächenseite des Käfigs 2 an einem Abschnitt wirksam verhindert werden kann, der näher an deren Außendurchmesserseite liegt.
Als nächstes wird, um den Vorteil dieser Ausführungsform zu bestätigen, ein Versuch bei einem Käfig durchgeführt, der einen Innendurchmesser von 50 mm aufweist, einen Außendurchmesser von 70 mm, und eine Dicke von 0,5 mm, durch Drehen bei hohen Geschwindigkeiten, während ein Ausmaß Δ_A variiert wird, um welches ein Teil jeder Zylinderrolle 8 gegenüber äußeren Oberflächen einzelner flacher Plattenabschnitte 14, 15 an der Außendurchmesserseite bzw. der Innendurchmesserseite vorsteht, ein Ausmaß Δ_B, um welches ein Teil jeder Zylinderrolle 8 gegenüber der äußeren Oberfläche des flachen Plattenabschnitts 14 an der Außendurchmesserseite vorsteht, eine Abmessung W₁₁ eines Schrägabschnitts 11, in Bezug auf die Durchmesserrichtung jeder Zylinderrolle 8, und eine Schnittflächenhöhe h₂₆, und die Ergebnisse des Versuchs sind in Tabelle 2 dargestellt.
Weiterhin ist ein eingesetztes Versuchslager so ausgebildet, dass die Oberflächenrauhigkeit Ra einer Endoberfläche der Rolle gleich 0,35 bis 0,4 μm ist, und die Oberflächenrauhigkeit Ra einer Endoberfläche einer Tasche in dem Käfig gleich 3,0 bis 3,5 μm ist, und wird der Versuch unter folgenden Bedingungen durchgeführt.
(Versuchsbedingungen)

Umdrehungsgeschwindigkeit: das Doppelte einer zulässigen Umdrehungsgeschwindigkeit
Belastung: keine Last angelegt
Schmieröl: ATF

[Tabelle 2] Versuchsergebnisse (Verschleißtiefe der Taschenendoberfläche in μm)

(Δ_A + h26)W₁₁ (W₁₁ – Δ_B)/T₂ 1,23 1,06 0,95 0,69

1,20 16,2 12,3 10,1 8,9

1,11 10,5 9,9 5,2 5,3

0,98 5,8 4,6 2,9 3,1

0,82 6,3 4,2 3,0 2,7
Man sieht aus den in Tabelle 2 dargestellten Ergebnissen, dass durch Steuern von Δ_A < W₁₁ – h₂₆, also von Δ_A < W₁₁ + h₂₆/W₁₁, und von (W₁₁ – Δ_B) < T₂, also (W₁₁ – Δ_B)/T₂ < 1, die Verschleißtiefe auf der Endoberfläche der Tasche 7 unterdrückt werden kann, wodurch der Bohrverschleiß des Endabschnitts an der Außendurchmesserseite der Zylinderrolle 8 unter der einen Oberflächenseite des Käfigs 2 an dem Abschnitt, der an dessen Außendurchmesserseite liegt, wirksam verhindert werden kann.
(Ausführungsform 6)
Die 12 bis 14 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es wird angemerkt, dass ein Merkmal dieser Ausführungsform darin besteht, dass selbst trotz der Tatsache, dass eine Zylinderrolle, bei welcher eine zentrale, flache Oberfläche 9a im zentralen Abschnitt von deren Endoberflächen in Axialrichtung vorgesehen ist, als jede der Zylinderrollen 8b eingesetzt wird, das Auftreten eines derartigen Verschleißes, der zu dem konkav ausgenommenen Abschnitt 23 führt, der in der voranstehend geschilderten 20 dargestellt ist, an einem Umfangsrandabschnitt 22a an der Außendurchmesserseite jeder von mehreren Taschen 7a, die in Radialrichtung in einem mittleren Plattenabschnitt 6 vorgesehen sind, der einen Käfig 2 bildet, dadurch verhindert wird, dass die Bewegung jeder Zylinderrolle 8 in jeder Tasche 7a gesteuert wird. Da die Ausbildung und Funktionsweise der anderen Abschnitte ebenso sind wie bei der Konstruktion nach dem Stand der Technik, die in den voranstehend beschriebenen 15 bis 18 dargestellt ist, wird auf eine Wiederholung entsprechender Darstellungen und Beschreibungen verzichtet, oder erfolgt dies nur kurz, so dass nachstehend hauptsächlich charakteristische Teile der Ausführungsform beschrieben werden.
Im Falle der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 14 gezeigt, ein Raum D_18a zwischen distalen Endrändern eines Paars von Verriegelungsabschnitten 18a, 18a an der Außendurchmesserseite und ein Raum D_19a zwischen distalen Endrändern eines Paars von Verriegelungsabschnitten 19 an der Innendurchmesserseite gleich, und sind die Paare der Verriegelungsabschnitte 18a an der Außendurchmesserseite und der Verriegelungsabschnitte 19a an der Innendurchmesserseite auf beiden Umfangsendrandabschnitten jeder Tasche 7a so vorgesehen, dass sie einander zugewandt sind. Im Gegensatz hierzu ist ein Raum D_20a zwischen zentralen Verriegelungsabschnitten 20a, 20a so ausgebildet, dass er größer ist als jene Räume (D_18a = D_19a < D_20a). Im Falle der vorliegenden Ausführungsform wird durch Steuern der Räume D_18a, D_19a, D_20a der distalen Endränder der einzelnen Verriegelungsabschnitte 18a bis 20a das Ausmaß der Verstellung jeder Zylinderrolle 8 in jeder Tasche 7a in Axialrichtung des Käfigs 2 gesteuert (in Vertikalrichtung in den 12 bis 13, in Richtung von einer nahen Seite zu einer entfernten Seite des Papierblatts, auf welchem 14 dargestellt ist).
Diese Tatsache wird unter Bezugnahme auf die 12 bis 13 beschrieben. Zuerst wird, wie in den 12(a) und 13(a) dargestellt, ein Ausmaß, um welches ein Teil jeder Zylinderrolle 8 in Axialrichtung vorsteht (nach oben in den 12 bis 13), und zwar weiter als ein flacher Plattenabschnitt 14 an der Außendurchmesserseite und ein flacher Plattenabschnitt 15 an der Innendurchmesserseite, in einem derartigen Zustand, bei welchem der Käfig 2 zu einer Endseite in Axialrichtung verschoben ist (der unteren Seite in den 12 bis 13), um die einzelnen Verriegelungsabschnitte 18a, 18a an der Außendurchmesserseite und die einzelnen Verriegelungsabschnitte 19a, 19a an der Innendurchmesserseite in Eingriff mit einer Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle 8 zu versetzen, als ein maximal vorstehendes Ausmaß Δ_A ausgebildet. Andererseits wird ein Ausmaß, um welches ein Teil jeder Zylinderrolle 8 in Axialrichtung weiter vorsteht als ein zentraler, flacher Plattenabschnitt 13, in einem derartigen Zustand, in welchem der Käfig 2 zur anderen Endseite in Axialrichtung verschoben ist (der Oberseite in den 12 bis 13), um die einzelnen, zentralen Verriegelungsabschnitte 20a, 20a in Eingriff mit der Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle 8 zu versetzen, als ein maximal vorstehendes Ausmaß Δ_L ausgebildet. In diesem Fall ist das Ausmaß Δ_A des maximalen Vorstehens gegenüber den flachen Plattenabschnitten 14, 15 an der Außendurchmesserseite bzw. der Innendurchmesserseite so gewählt, dass es kleiner ist als das Ausmaß Δ_L des maximalen Vorstehens gegenüber dem zentralen, flachen Plattenabschnitt 13 (Δ_A < Δ_L).
Bei dieser Ausführungsform mit der voranstehend geschilderten Ausbildung wird der Verschleiß des Umfangsrandabschnitts 22a an der Außendurchmesserseite jeder Tasche 7a unterdrückt, obwohl als jede Zylinderrolle 8 eine Zylinderrolle verwendet wird, bei welcher die zentrale, flache Oberfläche 9s an dem zentralen Abschnitt der beiden Endoberflächen in Axialrichtung vorgesehen ist, unter dem Gesichtspunkt, die Lasttragkapazität des Axial-Zylinderrollenlagers 1 sicherzustellen. Da der Raum D_18a zwischen den distalen Endrändern der einzelnen Verriegelungsabschnitte 18a, 18a an der Außendurchmesserseite und der Raum D_19a zwischen den distalen Endrändern der einzelnen Verriegelungsabschnitte 19a, 19a an der Innendurchmesserseite relativ schmal ausgebildet sind (ausreichend klein im Vergleich zum Durchmesser D8 jeder Zylinderrolle 8), und die Verriegelungsabschnitte an der Außendurchmesserseite und an der Innendurchmesserseite in Eingriff mit Endabschnitten jeder Zylinderrolle 8 in Bezug auf deren Axialrichtung versetzt werden (jeder Zylinderrolle 8 selbst), kann das Ausmaß der Verschiebung jeder Zylinderrolle 8 in Bezug auf die Umfangsrichtung des Käfigs auf ein geringes Ausmaß begrenzt werden.
Obwohl jede Zylinderrolle 8 jeweils in ihrer Tasche 7a gehaltert ist, versucht nämlich der Endabschnitt, der an der Innendurchmesserseite des Käfigs 2 liegt, sich in einer Umfangsrichtung zu verstellen, während der andere Endabschnitt, der an der Außendurchmesserseite des Käfigs 2 liegt, versucht, sich zur anderen Umfangsrichtung zu verstellen, so dass die Verstellung jedes der Endabschnitte auf ein extrem niedriges Ausmaß begrenzt wird. Zusätzlich wird die Abweichung zwischen der Richtung der Zentrumsachse jeder Zylinderrolle 8 und der Richtung des Durchmessers des Käfigs 2 auf ein geringes Ausmaß begrenzt. Kurz gefasst, kann der Schräglaufwinkel jeder Zylinderrolle 8 auf ein geringes Ausmaß begrenzt werden, auf Grundlage des Eingriffs der distalen Endränder der einzelnen Verriegelungsabschnitte 18a, 18a an der Außendurchmesserseite und der distalen Endränder der Verriegelungsabschnitte 19a, 19a an der Innendurchmesserseite mit der Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle 8. Weiterhin wird durch Aufrechterhaltung einer Positionsbeziehung zwischen der Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite jeder Zylinderrolle 8 und dem Umfangsrandabschnitt 22a an der Außendurchmesserseite jeder Tasche 7a parallel oder im Wesentlichen parallel das Risiko verhindert, dass die Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite und der Umfangsrandabschnitt 22a an der Außendurchmesserseite einen versetzen Zusammenstoß erfahren, und wird, selbst wenn ein derartiger versetzter Zusammenstoß auftritt, das Ausmaß versetzter Zusammenstöße auf ein geringes Ausmaß begrenzt.
Dies führt dazu, dass das Ausmaß der Spannungskonzentration, die an einem gegenseitigen Schleifabschnitt zwischen der Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite und dem Umfangsrandabschnitt 22a an der Außendurchmesserseite auftritt, auf ein geringes Ausmaß begrenzt wird. Weiterhin wird die Ausbildung eines Ölfilms zum Schmieren an dem gegenseitigen Schleifabschnitt erleichtert, wodurch ermöglicht wird, das Auftreten eines Kontakts von Metall an diesem gegenseitigen Schleifabschnitt zu verhindern. Dies führt dazu, dass die Ausbildung eines konkav ausgenommenen Abschnitts 23 verhindert werden kann, wie er in 20 gezeigt ist, wie dies voranstehend beschrieben wurde, an dem Umfangsrandabschnitt 19a an der Außendurchmesserseite infolge von Verschleiß.
Andererseits ist der Raum D_20a zwischen den distalen Endrändern der zentralen Verriegelungsabschnitte 20a, 20a, die an einem mittleren Abschnitt in Richtung des Durchmessers jeder Tasche 7 vorgesehen sind, die nicht direkt daran beteiligt ist, den Schräglaufwinkel jeder Zylinderrolle 8 so zu unterdrücken, dass er an der entgegengesetzten Seite relativ zur Axialrichtung (des Käfigs 2) zu der Seite liegt, an welcher die einzelnen Verriegelungsabschnitte 18a, 18a an der Außendurchmesserseite und die einzelnen Verriegelungsabschnitte 19a, 19a an der Innendurchmesserseite vorgesehen sind, relativ groß ausgebildet (um ein geringes Ausmaß kleiner als der Durchmesser D₈ jeder Zylinderrolle 8). Daher wird der Vorgang des Installierens jeder Zylinderrolle 8 in jeder Tasche 7a einfach durchgeführt, durch elastisches Aufweiten des Raums D_20a zwischen den distalen Endrändern der einzelnen, zentralen Verriegelungsabschnitte 20a, 20a.
Da die Kraft gering ist, die dazu erforderlich ist, den Raum D20a zwischen den distalen Endrändern der einzelnen zentralen Verriegelungsabschnitte 20a, 20a zu erweitern, ist der Oberflächendruck begrenzt, der auf den gegenseitigen Schleifabschnitt zwischen der Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle 8 und den distalen Endrändern der einzelnen, zentralen Verriegelungsabschnitte 20a, 20a während des Anbringungsvorgangs jeder Zylinderrolle 8 in jede Tasche 7a einwirkt. Weiterhin ist die Härte eines Metallmaterials (Lagerstahl), aus welchem die Zylinderrolle 8 besteht, ausreichend höher als die Härte eines Metallmaterials (Stahlblech), aus welchem der Käfig 2 hergestellt ist. Daher besteht kein Risiko in der Hinsicht, dass eine schädliche Beschädigung infolge von Schleifen auf der Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle 8 während des voranstehend geschilderten Anbringungsvorgangs auftritt. Kurz gefasst, tritt nicht der Fall auf, dass der Anbringungsvorgang jeder Zylinderrolle 8 in jeder Tasche 7a schwierig wird, oder die Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle 8 leicht beschädigt wird, durch Verengung des Raums D_18a zwischen den distalen Endrändern der einzelnen Verriegelungsabschnitte 18a, 18a an der Außendurchmesserseite und des Raums D_19a zwischen den distalen Endrändern der einzelnen Verriegelungsabschnitte 19a, 19a an der Innendurchmesserseite.
Weiterhin wird im Falle der vorliegenden Ausführungsform der Verschleiß des Umfangsrandabschnitts 22a an der Außendurchmesserseite der Tasche 7a verhindert, und wird der zentrale Abschnitt der Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite der Zylinderrolle 8 als flache Oberfläche ausgebildet, durch Unterdrückung des Schräglaufs der Zylinderrolle 8. Daher wird die effektive Länge L₈ jeder Zylinderrolle 8 vergrößert, um so die Lasttragkapazität des Axial-Zylinderrollenlagers 1 sicherzustellen.
Weiterhin werden bei der vorliegenden Ausführungsform infolge der Tatsache, dass die Positionierung in Axialrichtung des Käfigs 2 durch den Eingriff der Verriegelungsabschnitte 18a bis 20a mit der Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle 8 erreicht wird, beide Seitenoberflächen in Axialrichtung des Käfigs 2 in keinem Fall dazu veranlasst, an den zugehörigen Laufringoberflächen zu schleifen. Daher kann das Abstreifen von Schmieröl, das an den Laufringoberflächen anhaftet, durch den Käfig 2 verhindert werden, was es ermöglicht, einen Abwälzkontaktabschnitt zwischen den Laufringoberflächen und der Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle 8 gut zu schmieren.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei der vorliegenden Ausführungsform die beiden Ausmaße Δ_A, Δ_L auf folgende Art und Weise gesteuert werden. Das Ausmaß Δ_A des maximalen Vorspringens, gezeigt in den 12(a) und 13(a), jeder Zylinderrolle 8 gegenüber dem flachen Plattenabschnitt 14 an der Außendurchmesserseite und dem flachen Plattenabschnitt 15 an der Innendurchmesserseite ist als 80% oder weniger gewählt (Δ_A ≤ (0,8 × Δ_L)), und bevorzugter gleich 70% oder weniger (Δ_A ≤ (0,7 × Δ_L)), des maximalen Ausmaßes Δ_L des Vorspringens, gezeigt in den 12(b) und 13(b), jeder Zylinderrolle 8 gegenüber dem zentralen, flachen Plattenabschnitt 13. Der Grund dafür, dass diese Ausmaße Δ_A, Δ_L des maximalen Vorstehens so gesteuert werden, dass sie innerhalb dieser Bereiche liegen, ist folgender.
Soweit das Ausmaß Δ_A des maximalen Vorstehens, gezeigt in den 12(a) und 13(a), gegenüber dem flachen Plattenabschnitt 14 an der Außendurchmesserseite und dem flachen Plattenabschnitt 15 an der Innendurchmesserseite kleiner gewählt ist als das Ausmaß Δ_L des maximalen Vorstehens, gezeigt in den 12(b) und 13(b), gegenüber dem zentralen, flachen Plattenabschnitt 13 (Δ_A < Δ_L), wie in der voranstehend beschriebenen 17 gezeigt, im Vergleich zu einem Fall, bei welchem beide Ausmaße des maximalen Vorstehens Δ_A', Δ_L' gleich gewählt werden (Δ_A' = Δ_L'), oder die Beziehung in Bezug auf ihre Größe umgekehrt ist (Δ_A' > Δ_L'), können die Funktionsweise und der Vorteil erzielt werden, dass der Schräglaufwinkel verkleinert wird, während der Vorgang des Einbauens jeder Zylinderrolle 8 in jede Tasche 7a erleichtert wird. Falls jedoch das Ausmaß Δ_A des maximalen Vorstehens, gezeigt in den 12(a) und 13(a), gegenüber dem flachen Plattenabschnitt 14 an der Außendurchmesserseite und dem flachen Plattenabschnitt 15 an der Innendurchmesserseite kleiner gewählt wird als das Ausmaß Δ_L des maximalen Vorstehens, gezeigt in den 12(b) und 13(b), gegenüber dem zentralen, flachen Plattenabschnitt 13, in einem derartigen Ausmaß, dass das erstgenannte Ausmaß des maximalen Vorstehens um einen geringen Betrag kleiner ist als das letztgenannte Ausmaß des maximalen Vorstehens, werden die Funktionsweise und der Vorteil, die erzielt werden können, eingeschränkt. Im Gegensatz hierzu kann, falls eine Differenz mit einer derartigen Größe wie voranstehend geschildert vorgesehen wird, die voranstehend genannte Funktionsweise und der voranstehend genannte Vorteil in ausreichendem Ausmaß erreicht werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass ein Maximalwert der Differenz (des Verhältnisses), die zwischen den beiden Ausmaßen Δ_A, Δ_L des maximalen Vorstehens vorgesehen ist, so gesteuert ist, dass die äußeren Oberflächen des flachen Plattenabschnitts 14 an der Außendurchmesserseite und des flachen Plattenabschnitts 15 an der Innendurchmesserseite nicht dazu veranlasst werden, gegen die zugehörigen Laufringoberflächen zu schleifen. Wie in den 12(b) und 13(b) gezeigt, wird nämlich das Ausmaß Δ_B des maximalen Vorstehens in solchem Ausmaß sichergestellt, dass das Ausmaß Δ_B des Vorstehens jeder Zylinderrolle 8 gegenüber dem flachen Plattenabschnitt 14 an der Außendurchmesserseite und dem flachen Plattenabschnitt 15 an der Innendurchmesserseite einen deutlich positiven Wert annimmt, in einem derartigen Zustand, bei welchem das Ausmaß Δ_L des maximalen Vorstehens gegenüber dem zentralen, flachen Plattenabschnitt 13 dadurch erzielt wird, dass der Käfig zur anderen Endseite in Axialrichtung verschoben wird, um die einzelnen, zentralen Verriegelungsabschnitte 20a, 20a in Eingriff mit der Abwälzoberfläche jeder Zylinderrolle 8 zu versetzen, wie dies in den 12(b) und 13(b) gezeigt ist. Mit einem deutlich positiven Wert im vorliegenden Fall ist gemeint, dass der Wert Δ_B des maximalen Vorstehens ein Wert ist, durch welchen ein Zwischenraum zwischen den Oberflächen des flachen Plattenabschnitts 14 an der Außendurchmesserseite und des flachen Plattenabschnitts 15 an der Innendurchmesserseite und den zugehörigen Laufringoberflächen sichergestellt werden kann, ohne eine Schleifberührung der beiden Oberflächen miteinander hervorzurufen (die Größe des Zwischenraums ist so gewählt, dass ein zwischen den beiden Oberflächen vorhandener Ölfilm nicht dünn ausgebildet wird, wodurch ein hoher Scherwiderstand hervorgerufen würde). Das Ausmaß Δ_A des maximalen Vorstehens gegenüber dem flachen Plattenabschnitt 14 an der Außendurchmesserseite und dem flachen Plattenabschnitt 15 an der Innendurchmesserseite ist selbstverständlich ein derartiger Wert, der größer ist als das Ausmaß Δ_B des maximalen Vorstehens (Δ_A > Δ_B).
Andererseits wird das Ausmaß Δ_L des maximalen Vorstehens gegenüber dem zentralen, flachen Plattenabschnitt 10 so gesteuert, dass es innerhalb eines Bereiches liegt, bei welchem der Raum D_20a zwischen den distalen Endrändern der einzelnen, zentralen Verriegelungsabschnitte 20a, 20a so gewählt werden kann, dass er kleiner ist als der Durchmesser D₈ jeder Zylinderrolle 8 (D_20a < D₈). Wenn diese Tatsachen berücksichtigt werden, ist im Falle eines normalen Axial-Zylinderrollenlagers, wie es in ein Kraftfahrzeuggetriebe oder einen Kompressor für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage eingebaut ist, ein Maximalwert der Differenz (des Verhältnisses) zwischen den beiden Ausmaßen Δ_A und Δ_L des maximalen Vorstehens gleich 4 oder weniger (Δ_L/Δ_A ≤ 4), und bevorzugter gleich 3 oder weniger (Δ_L/Δ_A ≤ 3).
Weiterhin ist, wenn ein Paar von Teilen 40, 41 (vgl. 15), die Laufringoberflächen 40a, 41a aufweisen, die in Abwälzkontakt mit der Abwälzoberfläche 10 jeder der Zylinderrollen 8 versetzt werden, die im Einsatz jeweils zur Drehung veranlasst werden, der zentrale, flache Plattenabschnitt 13 des Käfigs 2 vorzugsweise so ausgebildet, dass er dem Teil 41 zugewandt ist, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit im Einsatz höher ist. Durch Einsatz einer derartigen Konfiguration kann mehr Schmieröl in den gegenseitigen Schleifabschnitt zwischen der Endoberfläche 21 an der Außendurchmesserseite der Zylinderrolle 8 und dem Umfangsrandabschnitt 22a an der Außendurchmesserseite des Käfigs 2 zugeführt werden, wodurch das Auftreten einer Berührung von Metall zu Metall an dem Schleifabschnitt erschwert werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt ist, die voranstehend geschildert wurde, und daher geeignet abgeändert oder verbessert werden kann.
Weiterhin umfasst die zentrale, flache Oberfläche 9 jeder Zylinderrolle 8 eine derartige Oberfläche, die eine Ausnehmung in der Größenordnung von 10 μm aufweist, die während der Herstellung hervorgerufen wird.
Die vorliegende Patentanmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung (Nr. 2005-28703 ), eingereicht am 04. Februar 2005, und der japanischen Patentanmeldung (Nr. 2005-59311 ), eingereicht am 03. März 2005, und deren Gesamtinhalt wird durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen.

Claims

Axial-Zylinderrollenlager (1) mit einem einstückig aus einem Blech ausgebildeten und kreisringförmigen Käfig (2), der in Umfangsrichtung verteilt, radial ausgerichtete Taschen (7) ausbildet, in denen Zylinderrollen (8) drehbar gelagert sind, die an ihren Stirnseiten jeweils eine zentrale, flache Oberfläche (9), die in einer Richtung senkrecht zu einer Drehachse der Zylinderrolle (8) verläuft, und einen Schrägabschnitt (11), der die zentrale, flache Oberfläche (9) mit der Abwälzoberfläche (10) der Zylinderrolle (8) verbindet, aufweisen, wobei der Käfig im Bereich der Taschen (7) flache Plattenabschnitte an der Innen- und der Außendurchmesserseite (15; 14) und einen dazwischen vorgesehenen zentralen flachen Plattenabschnitt (13) ausbildet, wobei die flachen Plattenabschnitte an der Innen- und der Außendurchmesserseite (15; 14) in einer ersten Axialrichtung wirksame Verriegelungsabschnitte an der Außendurchmesserseite (18a) und an der Innendurchmesserseite (19a) für die Zylinderrolle (8) ausbilden, mit denen die Abwälzoberfläche (10) in einer ersten Position zusammenwirkt, und der dazwischen vorgesehene zentrale flache Plattenabschnitt (13) einen in einer zweiten Axialrichtung wirksamen zentralen Verriegelungsabschnitt (20) ausbildet, mit dem die Abwälzoberfläche (10) der Zylinderrolle (8) in einer zweiten Position zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Position ein Ausmaß ΔA, um das ein Teil der Zylinderrolle (8) in Axialrichtung den flachen Plattenabschnitt an der Außendurchmesserseite (14) und den flachen Plattenabschnitt an der Innendurchmesserseite (15) überragt, kleiner ist als ein Ausmaß ΔL, um das ein Teil der Zylinderrolle (8) in Axialrichtung den zentralen, flachen Plattenabschnitt (13) in der zweiten Position überragt.
Axial-Zylinderrollenlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausmaß ΔA gleich 80% oder weniger des Ausmaßes ΔL gewählt ist.
Axial-Zylinderrollenlager (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zentraler Abschnitt jeder der Endoberflächen der Zylinderrolle (8) so ausgebildet ist, dass er eine zentrale, flache Oberfläche bildet, die sich im rechten Winkel zur Zentrumsachse der Zylinderrolle (8) erstreckt.
Axial-Zylinderrollenlager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar von Teilen, welche Laufringoberflächen ausbilden, die in Abwälzkontakt mit der Abwälzoberfläche (10) der Zylinderrolle (8) sind, sich im Gebrauch dreht, und der zentrale, flache Plattenabschnitt (13) des Käfigs (2) jenem Teil zugewandt ist, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit im Gebrauch höher ist.