DE112016002542T5

DE112016002542T5 - Käfig für axiallager und axiallager

Info

Publication number: DE112016002542T5
Application number: DE112016002542.4T
Authority: DE
Inventors: Masato SHIMODA; Yuusuke Doi
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2015-06-05
Filing date: 2016-06-03
Publication date: 2018-02-15
Also published as: CN107614906B; US10436250B2; US20180223905A1; WO2016195068A1; CN107614906A

Abstract

Ein Käfig für ein Axiallager, welcher regelmäßig zum Reinigen zusammengebaut und zerlegt wird, der eine ausgezeichnete Kugelhalteleistung hat und der einfach befestigt und gelöst werden kann, sowie ein Axiallager mit dem Käfig sind vorgesehen. Ein Käfig für ein Axiallager 1, welcher eine Vielzahl von Kugeln hält, die zwischen einem Paar von Laufringen in einem Axiallager eingefügt sind, ist aus einem ringförmigen Plattenelement 2 gebildet, welcher aus einem spritzgegossenen Körper einer Harzzusammensetzung gebildet ist, die als ein Basisharz ein zum Spritzgießen geeignetes Fluorharz enthält. Das ringförmige Plattenelement 2 umfasst eine Vielzahl von Kugeltaschen 3 in einer Umfangsrichtung einer Ringform. Jede der Kugeltaschen 3 umfasst einen Klauenabschnitt, der in zwei oder mehr Abschnitte 3a unterteilt ist, um eine Kugel 5 in einer herausnehmbaren Weise zu halten. Der Klauenabschnitt 3a ist durch einen Schlitz 4 definiert, der an zumindest einer Oberfläche 2a unter zugewandten Oberflächen des ringförmigen Plattenelements 2, die den Laufringen zugewandt sind, ausgebildet ist, wobei der Schlitz 4 um eine Öffnung 3d der Kugeltasche 3 herum ausgebildet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Käfig für ein Axiallager und ein Axiallager, das mit dem Käfig versehen ist. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Käfig für ein Axiallager, das in einer Nahrungsherstelungsrvorrichtung verwendet wird.
Technischer Hintergrund
Eine Nahrungsherstellervorrichtung wird verwendet, wenn Nahrungsmaterialien oder Nahrungsmittel (oder Halberzeugnisse) gemischt, geknetet, erwärmt, getrocknet, gekühlt, gefüllt, gewickelt oder dergleichen werden. Als ein Beispiel für die Nahrungsherstellungsvorrichtung ist eine Bohnen-Schinken-Wickelmaschine bekannt, welche beispielsweise mit einer Fördervorrichtung, eine Düsenvorrichtung, einer Schließvorrichtung und dergleichen so versehen ist, dass sie das Nahrungsmaterial, das kontinuierlich von der Düsenvorrichtung ausgetragen wird, in einer vorbestimmten Größe oder Form durch Verwenden der Schließvorrichtung teilen kann. Hier ist ähnlich zu einer anderen Vorrichtung eine Komponente wie beispielsweise ein Lager an der Nahrungsherstellungsvorrichtung montiert, und daher muss die Nahrungsherstellungsvorrichtung gemäß Lebensmittelhygiene sauber gehalten werden, um zu verhindern, dass ein Nahrungsrückstand von solch einer Komponente in ein Nahrungsmittel strömt und eintritt.
Herkömmlich wird eine Nahrungsherstellungsvorrichtung zum Herstellen von bearbeiteten Fleischprodukten, japanischen süßen Brötchen, oder süßen Brötchen vorgeschlagen, bei welcher eine Düsenvorrichtung und eine Schließvorrichtung, die ein Axial- oder Drucklager oder dergleichen umfassen, an einem Antriebsabschnitt befestigt und von diesem gelöst werden können, wobei die Nahrungsherstellungsvorrichtung mit Wasser wie beispielsweise einem Wasserstrahl gewaschen bzw. gereinigt wird (siehe Patentdokument 1). Bei der Nahrungsherstellungsvorrichtung, die in Patentdokument 1 offenbart ist, kann einen Teil eines Antriebskastens der Schließvorrichtung, an welcher die Düsenvorrichtung montiert ist, in einer Oberflächenform ausgebildet werden, die keine unebene Form hat, weil ein Montageabschnitt mit einer Stufenform in dem Teil des Antriebskastens nicht ausgebildet werden muss, so dass ein Waschen und ein Trocknen der Nahrungsherstellungsvorrichtung vereinfacht sind. Ferner ist, da ein Rotationszahnradkörper, der mit der Düsenvorrichtung verzahnt bzw. verriegelt und verbunden ist, nicht in dem Antriebskasten installiert ist, eine Dichtleistung des Antriebskastens verbessert, und daher kann ein Waschen mit Wasser unter hohem Druck wie beispielsweise einem Wasserstrahl durchgeführt werden, so dass eine Effizienz eines Reinigungsvorgangs verbessert werden kann.
Dokumente des Stands der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP 2014-168439A

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Bei der Nahrungsherstellungsvorrichtung, die in Patentdokument 1 offenbart ist, wird, wenn die Düsenvorrichtung abgenommen und mit Wasser gereinigt wird, jede Komponente ebenso abgebaut bzw. zerlegt und mit einem Wasserstrahl gereinigt. Das Axiallager wird ebenso von der Düsenvorrichtung abgenommen und mit Wasser gewaschen. Wie in 7 dargestellt ist ein herkömmliches Axiallager 11 so ausgebildet, dass eine Kugel 14 zwischen einem Paar von Laufringen 15, 16 eingefügt ist und die Kugel 14 von einem Käfig oder Halter 12 gehalten ist. Da eine Kugeltasche 13 des Käfigs 12 als ein gerades Durchgangsloch ausgebildet ist, kann die Kugel 14 aus dem Käfig 12 herausfallen, wenn dieser mit dem Wasserstrahl gereinigt wird. Ferner muss, wenn die Kugel 14 in den Käfig 12 eingebaut wird, genau auf den Einbau bzw. Zusammenbau geachtet werden, da die Kugel 14 aufgrund der oben beschrieben Struktur leicht aus dem Käfig 12 herausfallen kann.
Herkömmlich ist ein Käfig bei dem Axiallager, das in solch einer Art von Vorrichtung verwendet wird, aus einem karbonhaltigen Polytetrafluorethylen-(PTFE)-Harz gebildet, um eine Trockenleistung davon nach dem Reinigen mit Wasser zu verbessern.
Jedoch ist eine Farbe des herkömmlich PTFE-Käfigs aufgrund des enthaltenen Karbons schwarz, und dadurch führt der Käfig zu einem unerwünschten Eindruck bei einer Nahrungsmittelhygiene. Genauer gesagt ist es schwierig zu bestimmen, ob Schmutz beim Reinigen entfernt wurde. Ferner ist es schwierig, eine Massenproduktion zu bewältigen, da die gesamte Oberfläche des Käfigs mittels eines Schneideverfahrens hergestellt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, um ein solches Problem zu lösen, einen Käfig bzw. Halter für ein Axial- oder Drucklager, welcher regelmäßig zum Reinigen zusammengebaut und zerlegt werden soll, der selbst eine ausgezeichnete Kugelhalteleistung hat und der einfach befestigt und gelöst werden kann, und ein Axial- oder Drucklager, das mit dem Käfig versehen ist, vorzusehen. Ferner ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Käfig für Axiallager, welcher in einer Nahrungsherstellungsvorrichtung verwendet wird und mit dem eine Massenproduktion bewältigt werden kann und der hygienisch eingesetzt werden kann, sowie ein Axiallager, das mit dem Käfig versehen ist, vorzusehen.
Mittel zum Lösen des Problems
Ein Käfig für ein Axiallager gemäß der vorliegenden Erfindung ist ausgebildet, um eine Vielzahl von Kugeln zu halten, die zwischen einem Paar von Laufringen in dem Axiallager eingefügt sind. Der Käfig für das Axiallager ist aus einem ringförmigen Plattenelement gebildet. Das ringförmige Plattenelement umfasst eine Vielzahl von Kugeltaschen in einer Umfangsrichtung einer Ringform. Jede der Kugeltaschen umfasst einen Klauenabschnitt, der in zwei oder mehr Abschnitte unterteilt ist, um die Kugel in einer herausnehmbaren Weise zu halten. Der Klauenabschnitt ist durch einen Schlitz definiert, der an zumindest einer Oberfläche von zugewandten Oberflächen des ringförmigen Plattenelements, die den Laufringen zugewandt sind, ausgebildet ist. Der Schlitz ist um eine Öffnung der Kugeltasche herum ausgebildet.
Ein Durchmesser der Öffnung der Kugeltasche an der zugewandten Oberfläche, die dem Laufring zugewandt ist, kann so gewählt sein, dass er kleiner als ein Durchmesser der Kugel ist. Ferner kann eine Plattendicke des ringförmigen Plattenelements in einem Bereich zwischen 50% und 80% eines Durchmessers der Kugel gewählt sein.
Der Klauenabschnitt kann nur an einer Oberfläche von den zugewandten Oberflächen des ringförmigen Plattenelements ausgebildet sein, und der Schlitz kann bis zu einer Tiefe eines Zentrumsabschnitts in einer axialen Richtung des ringförmigen Plattenelements ausgebildet sein.
Das ringförmige Plattenelement kann aus einem synthetischen Harz gebildet sein. Ferner kann das ringförmige Plattenelement aus einem spritzgegossenen Körper einer Harzzusammensetzung gebildet sein, die als ein Basisharz ein zum Spritzgießen geeignetes Fluorharz enthält. Genauer gesagt kann das Fluorharz aus Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinyletherkopolymer-(PFA)-Harz, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylenkopolymer-(FEP)-Harz und/oder Tetrafluorethylen-Ethylenkopolymer-(ETFE)-Harz gebildet sein. Ferner kann die Harzzusammensetzung einen karbonbasierten Verbundstoff ausschließen.
Ein Axiallager der vorliegenden Erfindung umfasst ein Paar von Laufringen, eine Vielzahl von Kugeln, die zwischen den Laufringen eingefügt sind, und einen Käfig, welcher die Kugeln hält. Der Käfig durch den Käfig für das Axiallager gemäß der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben gebildet. Ferner kann die Kugel aus Keramik gebildet sein.
Wirkungen der Erfindung
Der Käfig für das Axiallager ist aus einem ringförmigen Plattenelement gebildet und das ringförmige Plattenelement umfasst eine Vielzahl der Kugeltaschen in der Umfangsrichtung der Ringform, und jede der Kugeltaschen umfasst den Klauenabschnitt, der in die zwei oder mehr Abschnitte unterteilt ist, um die Kugel in einer herausnehmbaren Weise zu halten, und der Klauenabschnitt ist durch den Schlitz definiert, der an zumindest einer Oberfläche unter den zugewandten Oberflächen des ringförmigen Plattenelements, die dem Laufringen zugewandt sind, ausgebildet ist, wobei der Schlitz um die Öffnung der Kugeltasche herum ausgebildet ist. Dadurch kann die Kugel einfach in die Kugeltasche eingebaut bzw. eingesetzt werden. Ferner muss nicht genau auf den Einbau der Kugel in den Käfig geachtet werden, da die Kugel schwer aus dem Käfig fällt. Da die Kugel einfach an der Kugelhaltetasche befestigt und von dieser gelöst werden kann, kann eine ausgezeichnete Handhabung der Kugel beim Reinigen und Zerlegen erreicht werden, wodurch das Reinigen vereinfacht ist.
Da der Durchmesser der Öffnung der Kugeltasche an der zugewandten Oberfläche, die dem Laufring zugewandt ist, so gewählt ist, dass er kleiner als ein Durchmesser der Kugel ist, fällt die Kugel nicht aus der Kugeltasche, wenn sie mit Wasser wie beispielsweise einem Wasserstrahl gereinigt wird, weshalb ein Verlust der Kugel verhindert werden kann.
Da die Plattendicke des ringförmigen Plattenelements in dem Bereich zwischen 50% und 80% des Durchmessers der Kugel gewählt ist, kann ein sich in dem Lager aufgrund eines Kontaktes zwischen dem Käfig und dem Laufring erhöhendes Drehmoment verhindert werden.
Da der Klauenabschnitt nur an einer Oberfläche von den zugewandten Oberflächen des ringförmigen Plattenelements ausgebildet sein kann, ist eine Einsetz- bzw. Einbaurichtung der Kugel in die Kugeltasche in einer Richtung festgelegt, und dadurch kann eine ausgezeichnete Einbauleistung bzw. Einsetzleistung der Kugeln erhalten werden. Ferner ist, da der Klauenabschnitt und der Schlitz nicht an einer zugewandten Oberfläche gegenüber der zugewandten Oberfläche, die den Klauenabschnitt umfasst, ausgebildet sind, ein Herstellen des Käfigs vereinfacht. Ferner kann, da der Schlitz bis zu der Tiefe des Zentrumsabschnitts in der axialen Richtung des ringförmigen Plattenelements ausgebildet ist, eine durch den Klauenabschnitt erzeugte elastische Kraft optimiert werden und eine Stärke bzw. Festigkeit des Klauenabschnitts kann ausreichend sichergestellt werden.
Da das ringförmige Plattenelement aus einem synthetischen Harz gebildet ist, ist ein Herstellen des ringförmigen Plattenelements vereinfacht. Ferner, entsteht kein Rost nach dem Reinigen an dem ringförmigen Plattenelement.
Da das ringförmige Plattenelement durch den spritzgegossenen Körper der Harzzusammensetzung gebildet ist, die als ein Basisharz ein zum Spritzgießen geeignetes Fluorharz enthält, kann das ringförmige Plattenelement durch Spritzgießen durch Verwenden eines Heißschmelzspritzgießens gegossen bzw. gespritzt werden. Daher kann der Käfig in großen Stückzahlen bzw. Mengen mit niedrigen Kosten verglichen mit einem herkömmlichen PTFE-Käfig, bei welchem die komplette Oberfläche des Käfigs mittels eines Schneideverfahrens ausgebildet wird, hergestellt werden.
Ferner kann, da Fluorharz als ein Basisharz enthalten ist, eine ausgezeichnete Nicht-Anhaftbarkeit erhalten werden und Schmutz kann einfach entfernt werden, wenn ein Antriebsabschnitt zerlegt und gereinigt wird, so dass eine Reinigungszeit reduziert werden kann. Da PFA-Harz, FEP-Harz und/oder ETFE-Harz als das Fluorharz verwendet wird/werden, kann Spritzgießen eingestzt und eine ausgezeichnete Nicht-Anhaftbarkeit erhalten werden (ein Kontaktwinkel mit reinem Wasser ist 96 Grad oder mehr). Ferner kann, da die Harzzusammensetzung den karbonbasierten Verbundstoff ausschließt, in einem Fall, in welchem wie oben beschrieben Fluorharz als ein Basisharz enthalten ist, verhindert werden, dass der Käfig eine schwarze Farbe hat, und der Käfig kann hygienisch verwendet werden.
Ein Axiallager gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Paar von Laufringen, eine Vielzahl von Kugeln, die zwischen den Laufringen einfügt sind, und einen Käfig, welcher die Kugeln hält, und der Käfig ist durch den Käfig für das Axiallager gemäß der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben gebildet. Dadurch wird verhindert, dass die Kugel herausfällt, wenn das Reinigen mit einem Wasser wie beispielsweise einem Wasserstrahl durchgeführt wird. Genauer gesagt kann in einem Fall, in welchem der Käfig durch den spritzgegossenen Körper der Harzzusammensetzung gebildet ist, die als ein Basisharz ein zum Spritzgießen geeignetes Fluorharz enthält, der Käfig hygienisch verwendet werden, während verglichen mit dem herkömmlichen PTFE-Käfig Herstellkosten reduziert sind. Ferner ist die Kugel aus Keramik gebildet, wodurch das Axiallager hygienisch als eine bzw. bei einer Nahrungsherstellungsvorrichtung verwendet werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1(a) und 1(b) sind jeweils eine perspektivische Ansicht und eine vergrößerte Ansicht, die ein Beispiel (drei Klauenabschnitte) eines Käfigs für ein Axiallager gemäß der vorliegenden Erfindung illustrieren.
2(a) bis 2(c) sind jeweils eine Draufsicht, eine Untersicht bzw. eine Ansicht von unten und eine Endflächenansicht eines geschnittenen Teils des Käfigs von 1(a) und 1(b).
3 ist eine Ansicht, in welcher der Käfig und Kugeln zusammengebaut sind.
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil eines Beispiels des Axiallagers gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
5(a) und 5(b) sind jeweils eine perspektivische Ansicht und eine vergrößerte Ansicht, die ein anderes Beispiel (zwei Klauenabschnitte) des Käfigs des Axiallagers gemäß der vorliegenden Erfindung illustrieren.
6(a) und 6(b) sind jeweils eine perspektivische Ansicht und eine vergrößerte Ansicht, die ein anderes Beispiel (vier Klauenabschnitte) des Käfigs des Axiallagers gemäß der vorliegenden Erfindung illustrieren.
7 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines herkömmlichen Axiallagers.
Ausführungsform der Erfindung
Als eine Ausführungsform eines Käfigs bzw. Haltersfür ein Axial- oder Drucklager gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Käfig für ein Axiallager, der mit einem Klauen- oder Halteabschnittabschnitt versehen ist, der in drei Abschnitte unterteilt ist, mit Bezug zu 1(a) und 1(b) sowie 2(a) bis 2(c) beschrieben. 1(a) ist eine perspektivische Ansicht des Käfigs für das Axiallager und 1(b) ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils A-A' aus 1(a). 2(a) ist eine Draufsicht des Käfigs des Axiallagers und 2(b) ist eine Untersicht bzw. eine Ansicht von unten des Käfigs und 2(c) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B' aus 2(a). Ein Käfig für ein Axiallager 1 ist als ein Käfig ausgebildet, der in einem Axiallager (einem Tragkugellager) verwendet wird. Der Käfig 1 hält eine Vielzahl von Kugeln des Axiallagers, die zwischen einem Paar von Laufringen des Axiallagers in Kugeltaschen 3 eingegriffen bzw. gehalten sind. Wie in 1(a) und 1(b) gezeigt ist der Käfig für das Axiallager 1 aus einem ringförmigen Plattenelement 2 gebildet. Das ringförmige Plattenelement 2 ist als ein Plattenelement, das in einer Ringform (einer ringförmigen Form) ausgebildet ist, ausgebildet und ist mit der Kugeltasche 3 versehen, welche zugewandte Oberflächen 2a, 2b durchdringt, die den Laufringen zugewandt sind. Jede der zugewandten Oberflächen 2a, 2b ist als eine flache Oberfläche ausgebildet. Die Kugeln des Axiallagers sind durch die Kugeltaschen 3 in gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung gehalten. Bei dieser Ausführungsform ist jede der Kugeltaschen 3 mit den unterteilten bzw. separaten drei Klauenabschnitten 3a, 3b, 3c, welche die Kugel in einer herauslösbaren bzw. herausnehmbaren Weise halten und die integral mit dem ringförmigen Plattenelement 2 ausgebildet sind, versehen. Jeder der Klauenabschnitte 3a, 3b, 3c ist durch einen Abschnitt (dünnen Abschnitt), der durch einen Schlitz 4 definiert ist, der um eine Öffnung 3d der Kugeltasche 3 an der zugewandten Oberfläche 2a des ringförmigen Plattenelements 2, die dem Laufring zugewandt ist, ausgebildet. Die Klauenabschnitte 3a, 3b, 3c sind durch Anordnen von drei Schlitzzwischenräumen bzw. Unterteilungszwischenräumen 3f, welche zu dem Schlitz 4 kontinuierlich sind, an einem im Wesentlichen zylindrischen dünnen Abschnitt, welcher die Öffnung 3d bildet, so ausgebildet, dass sie den im Wesentlichen zylindrischen dünnen Abschnitt in drei gleiche Abschnitte in der Umfangsrichtung unterteilen.
Der Klauenabschnitt und der Schlitz können an zumindest einer Oberfläche unter den zugewandten Oberflächen des ringförmigen Plattenelements, die den Laufringen zugewandt sind, ausgebildet sein. Ferner können die Klauenabschnitte an verschiedenen Oberflächen an jeder Kugeltasche ausgebildet sein. Wie insbesondere in 2(a) bis 2(c) gezeigt ist es bei der vorliegenden Erfindung zu bevorzugen, dass die Klauenabschnitte nur an einer zugewandten Oberfläche (der zugewandten Oberfläche 2a) des ringförmigen Plattenelements 2 ausgebildet sind und die Klauenabschnitte nicht an einer gegenüberliegenden zugewandten Oberfläche 2b ausgebildet sind. Durch Ausbilden der Klauenabschnitte an einer zugewandten Oberfläche (einer Seitenoberfläche) ist eine Eibau- bzw. Einsetzrichtung der Kugel in die Kugeltasche 3 in eine Richtung festgelegt, und dadurch kann eine ausgezeichnete Eibau- bzw. Einsetzleistung der Kugeln erhalten werden. Ferner ist, da die Klauenabschnitte nicht an einer anderen zugewandten Oberfläche (einer Seitenoberfläche) ausgebildet sind, ein Herstellen des Käfigs verglichen mit einer Konfiguration vereinfacht, bei welcher die Klauenabschnitte an beiden zugewandten Oberflächen ausgebildet sind.
Wie in 2(c) dargestellt ist die Kugeltasche 3 mit der Öffnung 3d an einer Seite der zugewandten Oberfläche 2a und einer Öffnung 3e an einer Seite der zugewandten Oberfläche 2b an dem ringförmigen Plattenelement 3 versehen, und die zugewandten Oberflächen 2a, 2b werden von diesen Öffnungen durchdrungen. Eine Innenoberflächenform der Kugeltasche 3 (umfassend eine Innenoberfläche des Klauenabschnitts) ist eine partiell sphärische Form entlang der Kugel 5. Jeder der Öffnungsdurchmesser D der Öffnung 3d und der Öffnung 3e ist bevorzugt kleiner als ein Durchmesser d der Kugel 5. Dadurch wird verhindert, dass die Kugel 5 aus der Kugeltasche 3 herausfällt, wenn diese mit Wasser wie beispielsweise Spritzwasser gereinigt wird. Hier kann eine untere Begrenzung des Öffnungsdurchmessers D zu einem Durchmesser gewählt werden, bei welchem die Kugel in die Kugeltasche durch elastische Deformation, die unten beschrieben wird, eingebaut werden kann.
Der Schlitz 4 ist bevorzugt bis zu einer Tiefe eines Zentrumsabschnitts in einer axialen Richtung des ringförmigen Plattenelements 2 (dem Käfig) ausgebildet. Durch Einstellen einer Tiefe des Schlitzs auf die Tiefe des Zentrumsabschnitts in der axialen Richtung des Käfigs kann eine elastische Kraft des Klauenabschnitts optimiert werden. Ferner kann eine Stärke bzw. eine Festigkeit des Klauenabschnitts ausreichend sichergestellt werden. Ferner ist eine Größe (ein Bereich in einer Umfangsrichtung und einer radialen Richtung) des Schlitzs geeignet in einem Bereich gewählt, in welchem eine nötige Stärke des Käfigs erhalten werden kann.
Eine Plattendicke C des ringförmigen Plattenelements 2 ist bevorzugt in einem Bereich zwischen 50% und 80% des Durchmessers d der Kugel 5 gewählt. Stärker bevorzugt ist die Plattendicke T in einem Bereich von zwischen 60% und 70% des Durchmessers d der Kugel 5 gewählt. Hier ist der Klauenabschnitt des Käfigs für das Axiallager gemäß der vorliegenden Erfindung durch den dünnen Abschnitt gebildet, der durch den Schlitz definiert ist, der um die Öffnung der Kugeltasche herum ausgebildet ist, und dadurch steht der Klauenabschnitt von den Seitenoberflächen (den zugewandten Oberflächen) des Käfigs für das Axiallager nicht hervor, und dadurch ist die Wanddicke T des ringförmigen Plattenelements 2 gleich einer Breite des Käfigs für das Axiallager selbst. Folglich kann durch Einstellen der Breite in dem oben beschriebenen Bereich ein Erhöhen eines Drehmoments, das durch ein Kontaktieren des Käfigs für das Axiallager mit den Laufringen hervorgerufen wird, verhindert werden.
Die Kugel 5 wird in dem Käfig verbaut, während die Kugel 5 mit den Klauenabschnitten 3a, 3b, 3c des Käfigs für das Axiallager in Kontakt ist und die Kugel 5 zu dem Käfig gedrückt wird, um die Kugel 5 einzuführen (siehe 1(a) und 1(b)). Die Klauenabschnitte 3a, 3b, 3c haben zwischen sich in der Umfangsrichtung die Unterteilungszwischenräume 3f und der Schlitz 4 ist an einer Außenseite des Klauenabschnitts 3a ausgebildet, und dadurch ist die Kugel 5, die den Durchmesser hat, der größer als der Öffnungsdurchmesser der Öffnung 3d, die durch die Klauenabschnitte ausgebildet ist, in die Kugeltasche 3 eingepasst, während sich eine Umfangskante jedes Klauenabschnitts zu dem Schlitz 4 verschiebt und sich die Unterteilungszwischenräume 3f aufgrund einer elastischen Deformation an einer inneren Oberfläche der Kugeltasche 3 vergrößern, um den Durchmesser der inneren Oberfläche der Kugeltasche 3 in einer radialen Richtung zu vergrößern (siehe 1(a) und 1(b) und 2(a) bis 2(c)). Ferner wird der Durchmesser der inneren Oberfläche der Kugeltasche 3 an einer Seite der zugewandten Oberfläche 2b, die die Klauenabschnitte der Kugeltasche 3 nicht hat, in der radialen Richtung nicht vergrößert, und dadurch wird die Kugel 5 nach dem Kontaktieren mit der Innenoberfläche der Kugeltasche 3 an der Seite der zugewandten Oberfläche 2b nicht weiter bewegt, und dadurch ist die Position der Kugel 5 fixiert (siehe 2(a) bis 2(c)). Dadurch wird die eingebaute Kugel 5 durch die Kugeltasche 3 in einem Zustand gehalten, in welchem ein Teil der Kugel 5 von sowohl der zugewandten Oberfläche 2a als auch 2b hervorsteht. In diesem Zustand wird durch Drücken der Kugel 5 von der Seite der zugewandten Oberfläche 2b, die die Klauenabschnitte nicht hat, die Kugel 5 zu einer Außenseite bewegt, während sie jeden der Klauenabschnitte an einer Seite der zugewandten Oberfläche 2a drückt, um den Durchmesser der Kugeltasche 3 in der radialen Richtung zu vergrößern. Folglich kann die Kugel 5 von dem Käfig für das Axiallager gelöst bzw. entfernt werden. Das Befestigungs- und Löseverfahren kann durch ein manuelles Verfahren durchgeführt werden.
Wie in 3 dargestellt kann bei dem Käfig für das Axiallager 1 gemäß der vorliegenden Erfindung die Kugel 5 in der Kugeltasche 3 nur durch den Käfig ohne Verwenden des Laufrings gehalten werden. Ferner wird das Befestigen/Lösen der Kugel an/von dem Käfig einfach durchgeführt. Daher kann eine ausgezeichnete Handhabungsleistung der Kugel bei einem Ein- bzw. Zusammenbau, einem Reinigen und einem Zerlegen erhalten werden.
Als eine Ausführungsform eines Axiallagers gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Axiallager, das den Käfig für das Axiallager verwendet, der in 1(a) und 1(b) bis 3 gezeigt ist, mit Bezug zu 4 beschrieben werden. 4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil des Axiallagers illustriert. Wie in 4 gezeigt ist ein Axiallager 8 mit einem Paar von Laufringen 6, 7, einer Vielzahl von Kugeln 5, die zwischen den Laufringen angeordnet sind, und dem Käfig 1, welcher die Kugeln 5 in den Kugeltaschen 3 hält, versehen. Der Käfig 1 ist wie der oben beschriebene Käfig für das Axiallager ausgebildet. Die Kugel 5 wird an einer Laufnut bzw. Laufrille des einen Paars von Laufringen 6, 7 gerollt bzw. gewalzt. Da der Käfig 1 selbst die Kugel 5 halten kann, ist verhindert, dass die Kugel 5 aus der Kugeltasche 3 fällt, wenn das Lager mit Wasser wie beispielsweise Spritzwasser gereinigt wird, und dadurch ist ein Reinigen erleichtert und der Käfig 1 wird bei einer Nahrungsmittelhygiene sauber bzw. gereinigt gehalten. Ferner kann durch Vorsehen der aus Keramiken gebildeten Kugel 5 eine Korrosion der Kugel 5 verhindert werden, und dadurch kann die Nahrungsherstellvorrichtung hygienisch verwendet werden. Ferner kann in einem Fall, in welchem der Käfig 1 aus einem Spritzgegossenen Körper aus Fluorharz gebildet ist, der Käfig 1 hygienisch verwendet werden, während Produktionskosten verglichen mit dem konventionellen PTFE-Käfig reduziert sind.
Als eine andere Ausführungsform des Käfigs für das Axiallager gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Käfig für ein Axiallager, der mit einem Klauenabschnitt versehen ist, der in zwei Abschnitte unterteilt ist, mit Bezug zu 5(a) und 5(b) beschrieben werden, und ein Käfig für ein Axiallager, der mit einem Klauenabschnitt versehen ist, der in vier Abschnitte unterteilt ist, wird mit Bezug zu 6(a) und 6(b) beschrieben werden. 5(a) ist eine perspektivische Ansicht des Käfigs für das Axiallager (zwei Klauenabschnitte) und 5(b) ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils X-X'. 6(a) ist eine perspektivische Ansicht des Käfigs für das Axiallager (vier Klauenabschnitte) und 6(b) ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils Y-Y'. Eine Konfiguration des Käfigs für das Axiallager 1, das in 5(a) und 5(b) gezeigt ist, ist abgesehen von einer Konfiguration der Kugeltasche 3 ähnlich bzw. gleich zu der des Käfigs, der in 1(a) und 1(b) gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform ist jede der Kugeltaschen 3 mit unterteilten zwei bzw. zwei separaten Klauenabschnitten 3a, 3b versehen, welche die Kugel in einer herausnehmbaren bzw. herauslösbaren Weise halten, und die integral mit einem ringförmigen Plattenelement 2 ausgebildet sind. Jede der Klauenabschnitte 3a, 3b ist durch einen Abschnitt (einen dünnen Abschnitt) ausgebildet, der durch einen Schlitz 4 definiert ist, der um eine Öffnung 3d der Kugeltasche 3 an einer zugewandten Oberfläche 2a des ringförmigen Plattenelements 2, die einem Laufring zugewandt ist, ausgebildet ist. Die Klauenabschnitte 3a, 3b sind durch Anordnen zweier Unterteilungszwischenräume bzw. Schlitzzwischenräume 3f, welche kontinuierlich zu dem Schlitz 4 sind, an einem im Wesentlichen zylindrischen dünnen Abschnitt, welche die Öffnung 3d bildet, so ausgebildet, dass sie den im Wesentlichen zylindrischen dünnen Abschnitt gleichmäßig in zwei Abschnitte in einer Umfangsrichtung unterteilen.
Eine Konfiguration des Käfigs des Axiallagers 1, das in 6(a) und 6(b) gezeigt ist, ist abgesehen von einer Konfiguration der Kugeltasche 3 ähnlich bzw. gleich zu der des Käfigs, der in 1(a) und 1(b) gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform ist jede der Kugeltaschen 3 mit unterteilten vier Klauenabschnitten 3a, 3b, 3c, 3d versehen, welche die Kugel in einer herauslösbaren bzw. herausnehmbaren Weise halten und die integral mit einem ringförmigen Plattenelement 2 ausgebildet sind. Jeder der Klauenabschnitte 3a, 3b, 3c, 3d ist durch einen Abschnitt (einen dünnen Abschnitt) ausgebildet, der durch einen Schlitz 4 definiert ist, der um eine Öffnung 3d der Kugeltasche 3 an einer zugewandten Oberfläche 2a des ringförmigen Plattenelements 2, die einem Laufring zugewandt ist, ausgebildet ist. Die Klauenabschnitte 3a, 3b, 3c, 3d sind durch Anordnen von vier Schlitzzwischenräumen bzw. Unterteilungszwischenräumen 3f, welche zu dem Schlitz 4 kontinuierlich sind, an einem im Wesentlichen zylindrischen dünnen Abschnitt, welcher die Öffnung 3d bildet, so ausgebildet, dass sie den im Wesentlichen zylindrischen dünnen Abschnitt in vier Abschnitte in einer Umfangsrichtung gleichmäßig unterteilen.
Wie oben beschrieben sind die Konfigurationen, bei welchen zwei bis vier unterteilte bzw. separate Klauenabschnitte ausgebildet sind, mit Bezug zu 1(a) und 1(b), 5(a) und 5(b) und 6(a) und 6(b) beschrieben worden, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfigurationen limitiert solange zwei oder mehr unterteilte Klauenabschnitte ausgebildet sind. Eine Konfiguration, bei welcher acht oder weniger unterteilte Klauenabschnitte ausgebildet sind ist zu bevorzugen, um eine Verschlechterung einer Spritzgussleistung aufgrund einer Komplexität der Struktur zu verhindern. Unter diesen ist eine Konfiguration, bei welcher drei unterteilte Klauenabschnitte ausgebildet sind und die in 1(a) und 1(b) gezeigt ist, wegen einem ausgezeichneten bzw. ausgewogenem Verhältnis zwischen der Kugelhalteleistung und der Befestigungs- und Löseleistung und einer einfachen Form die am stärksten bevorzugte.
Ein Material des ringförmigen Plattenelements, welches den Käfig für das Axiallager bildet, ist nicht speziell limitiert, jedoch ist ein synthetisches Harz zu bevorzugen, weil es ein Herstellen des ringförmigen Plattenelements erleichtert und ein Rost nach einem Reinigen mit Wasser nicht erzeugt wird. Beispiele für das synthetische Harz umfassen Polyacethal-(POM)-Harz, Nylonharz (Nylon 6, Nylon 66, Nylon 610, Nylon 612, Nylon 11, Nylon 12, Nylon 46, halbaromatisches Nylon, das einen aromatischen Ring in einer Molekularkette hat, oder dergleichen), Fluorharz, welches spritzgegossen werden kann, wie beispielsweise Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinyletherkopolimer-(PFA)-Harz, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylenkopolymer-(FEP)-Harz und Ethylen-Tetrafluorethylenkopolymer-(ETFE)-Harz, Polyimidharz, das spritzgegossen werden kann, Polyphenylensulfid-(PPS)-Harz, Flüssigkristallpolyesterharz (LCP), Polyetheretherketon-(PEEK)-Harz, und Polyamid-Imidharz. Jedes Harz kann unabhängig verwendet werden oder eine Polymerlegierungszusammensetzung mit mehr als zwei von diesen kann verwendet werden. Oder alternativ kann eine Polymerlegierung, in welcher das oben beschriebene synthetische Harz zu einem synthetischen Harz zugegeben ist, das im Gegensatz zu dem oben beschriebenen synthetischen Harz geringe bzw. schlechte Schmiereigenschaften hat, angewandt werden. Ferner kann eine Glasfaser oder verschiedene Mineralfasern (whisker) zu dem oben beschriebenen synthetischen Harz gegeben werden, um das synthetische Harz zu verstärken. Ferner kann ein Festschmierstoff zusammen mit der Glasfaser oder den verschiedenen Mineralfasern verwendet werden.
Als eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist das ringförmige Plattenelement aus einem spritzgegossenen Körper einer Harzzusammensetzung gebildet, die als ein zum Spritzgießen geeignetes Basisharz ein Fluorharz enthält. Die bevorzugte Ausführungsform ist unten beschrieben.
Solch eine Harzzusammensetzung kann Fluorharz als ein Basisharz enthalten, und dadurch kann die Harzzusammensetzung aus einer Zusammensetzung (Fluorharz-Naturharz) gebildet sein, die/das Fluorharz enthält, das andere Verbundstoffe ausschließt. Beispiele des Fluorharzes umfassen PFA-Harz, FEP-Harz und ETFE-Harz. Jedes Fluorharz kann unabhängig verwendet werden oder eine Mischzusammensetzung von mehr als zwei von diesen kann verwendet werden. Eine Verfärbungsresistenz bzw. ein Verfärbewiderstand des Käfigs, der aus solch einem Fluorharz gebildet ist, kann durch Verwenden einer Nicht-Anhaftbarkeit des Harzmaterials evaluiert werden, genauer gesagt kann die Verfärbungsresistenz durch Verwenden eines Kontaktwinkels des Harzmaterials mit Wasser evaluiert werden. Der Kontaktwinkel des PFA-Harzes ist 109 Grad, der Kontaktwinkel des FEP-Harzes ist 114 Grad und der Kontaktwinkel des ETFE-Harzes ist 96 Grad, und die Kontaktwinkel dieser Harze sind ausgezeichnet. Genauer gesagt hat sowohl das PFA-Harz und das FEP-Harz einen Kontaktwinkel, der näher an dem des PTFE-Harzes liegt (115 Grad), und dadurch haben diese Harze eine ausgezeichnete Nicht-Anhaftbarkeit. Der Kontaktwinkel wird durch Verwenden eines Goniometers bzw. eines Winkelmaßmessgeräts (einer Kontaktwinkelmessvorrichtung G-1, die von Elmer Optical Co. hergestellt wird) bei einer Temperatur von 23°C bis 26°C und einer Feuchtigkeit von 50% bis 60%, nachdem eine Sekunde, seitdem das reine Wasser von 5 Mikrolitern an einer Oberfläche des Harzmaterials aufgetropft ist, vergangen ist, gemessen.
Verschiedene Verbundstoffe können der Harzzusammensetzung zugegeben werden, welche das ringförmigen Plattenelement bildet, wobei die Harzzusammensetzung solch ein Fluorharz als ein Basisharz enthält, solange die Nicht-Anhaftbarkeit und die Spritzgussleistung des Harzes nicht exzessiv verschlechtert werden. Beispielsweise kann ein Verstärkungsstoff wie beispielsweise eine Glasfaser oder Whisker zugegeben werden. Die Glasfaser wird durch Spinnen bzw. Verspinnen eines anorganischen Glases, das SiO₂ _, B₂O₃, Al₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, Fe₂O₃, oder dergleichen als eine Hauptkomponente enthält, und alkalifreiem Glas (E-Glas), alkalihaltigem Glas (C-Glas, A-Glas) können als die Glasfaser verwendet werden. Unter diesen ist alkalifreies Glas von einem Gesichtspunkt einer Nahrungsmittelhygiene zu bevorzugen. Ferner kann für den Whisker Siliziumcarbidwhisker, Siliziumnitridwhisker, Potassiumtitanatwhisker, Aluminiumboratwhisker, Zinkoxidwhisker, Magnesiumsulfatwhisker, Magnesiumwhisker, Magnesiumborwhisker, Kalziumkarbonatwhisker, bismutbasierter Whisker, Magnesiumoxidwhisker, Keramiken-Whisker, oder dergleichen verwendet werden. Die Glasfaser und die Whiskers haben eine weiße Farbe, und dadurch hat der Käfig in einer Konfiguration eine weiße Farbe, bei welcher die Glasfaser oder die Whisker in das Harz gegeben werden. Dadurch ist solch ein Käfig bevorzugt, weil ein hygienischer Eindruck erhalten werden kann.
Die Zugabemenge des Verstärkungsstoffes ist bevorzugt in einem Bereich zwischen 2 und 10 Gew.-% bazogen auf das Ganze der Harzzusammensetzung zu wählen, stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 3 und 8 Gew.-%. Durch Einstellen der Zugabemenge des Verstärkungsstoffes in dem oben beschriebenen Bereich kann eine Verarbeitbarkeitsleistung des Klauenabschnitts der Kugeltasche oder dergleichen sichergestellt werden, während der gesamte Käfig verstärkt ist.
Ein Zugabestoff bzw. ein Additiv, der ein anderer als der Verstärkungsstoff ist, kann dem Harz wie benötigt zugegeben werden. Beispiele anderer Additive umfassen einen Festschmierstoff und einen anorganischen Füller. Jedoch ist es zu bevorzugen, dass ein karbonbasierte Zugabestoff (Karbonschwarz, Graphit, Karbonfaser oder dergleichen), welcher bewirkt, dass der spritzgegossene Käfig eine schwarze Farbe hat, nicht entahelten sind. Durch Verwenden eines Fluorharz, welches transparent oder weiß ist, als ein Basisharz und durch Ausschließen eines karbonbasierten Verbundstoffes, hat der Käfig eine weiße Farbe, und dadurch kann ein sauberer bzw. reiner Eindruck bei einer Nahrungshygiene erhalten werden. Ferner kann einfach festgestellt werden, ob der Schmutz bzw. die Verunreinigung beim Reinigen entfernt wurde, und ein ungereinigtes bzw. verunreinigtes Teil bleibt nicht zurück. Ferner kann durch Ausbilden der Kugel durch Aluminiumkeramiken, welche eine weiße Farbe haben, der oben beschriebene Effekt verstärkt werden.
Wenn das ringförmige Plattenelement durch Verwenden der oben beschriebenen Harzzusammensetzung spritzgegossen wird kann jede der folgenden Methoden: (1) Ausbilden eines Teils, das die Kugeltasche wird, durch Nachbearbeiten (Schneid-Bearbeiten) nach einem Spritzgießen des ringförmigen Plattenelements, und (2) gleichzeitiges Ausbilden des ringförmigen Plattenelements zusammen mit einem Teil, das die Kugeltasche wird, durch Spritzgießen angewandt werden. Ferner kann für ein Spritzgussverfahren ein bekanntes Verfahren angewandt werden. Bei beiden Verfahren (1) und (2) kann der Käfig in großen Stückzahlen bzw. großen Mengen zu geringen Kosten verglichen mit dem herkömmlichen PTFE-Käfig, bei welchem die gesamte Oberfläche des Käfigs mittels Schneid-Bearbeiten ausgebildet wird, hergestellt werden. Ferner wird bei dem Verfahren von (2) die Kugeltasche gewaltsam extrahiert, und dadurch sind eine Innenoberflächenform der Kugeltasche und eine Zusammensetzung der Harzzusammensetzung optimiert.
Industrielle Anwendbarkeit
Das Axiallager gemäß der vorliegenden Erfindung hat selbst eine ausgezeichnete Kugelhalteleistung und ist einfach zu befestigen und zu lösen, und dadurch kann das Axiallager geeignet bei einer Anwendung, insbesondere als ein Lager, das in einer Nahrungsherstellungsvorrichtung verwendet wird, verwendet werden, bei welcher das Axiallager regelmäßig um gereinigt zu werden zusammengebaut und zerlegt wird.
Bezugszeichenliste

1: Käfig für ein Axiallager
2: ringförmiges Plattenelement
3: Kugeltasche
4: Schlitz
5: Kugel
6, 7: Laufring
8: Axiallager

Claims

Ein Käfig für ein Axiallager, welcher eine Vielzahl von Kugeln hält, die zwischen einem Paar von Laufringen in einem Axiallager angeordnet sind, wobei der Käfig für das Axiallager aus einem ringförmigen Plattenelement gebildet ist, wobei: das ringförmige Plattenelement eine Vielzahl von Kugeltaschen in einer Umfangsrichtung einer Ringform aufweist, jede der Kugeltaschen einen Klauenabschnitt umfasst, der in zwei oder mehr Abschnitte unterteilt ist, um die Kugel in einer herausnehmbaren Weise zu halten, und der Klauenabschnitt durch einen Schlitz definiert ist, der an zumindest einer Oberfläche von zugewandten Oberflächen des ringförmigen Plattenelements, die den Laufringen zugewandt sind, ausgebildet ist, wobei der Schlitz um eine Öffnung der Kugeltasche herum ausgebildet ist.
Der Käfig für das Axiallager gemäß Anspruch 1, wobei ein Durchmesser der Öffnung der Kugeltasche an der zugewandten Oberfläche, die dem Laufring zugewandt ist, so gewählt ist, dass er kleiner als ein Durchmesser der Kugel ist.
Der Käfig für das Axiallager gemäß Anspruch 1, wobei der Klauenabschnitt nur an einer Oberfläche von den zugewandten Oberflächen des ringförmigen Plattenelements ausgebildet ist, und der Schlitz bis zu einer Tiefe eines Zentrumsabschnitts in einer axialen Richtung des ringförmigen Plattenelements ausgebildet ist.
Der Käfig für das Axiallager gemäß Anspruch 1, wobei eine Plattendicke des ringförmigen Plattenelements in einem Bereich zwischen 50% und 80% eines Durchmessers der Kugel gewählt ist.
Der Käfig für das Axiallager gemäß Anspruch 1, wobei das ringförmige Plattenelement aus einem synthetischen Harz gebildet ist.
Der Käfig für das Axiallager gemäß Anspruch 5, wobei das ringförmige Plattenelement aus einem spritzgegossenen Körper einer Harzzusammensetzung gebildet ist, die als ein Basisharz ein zum Spritzgießen geeignetes Fluorharz enthält.
Der Käfig für das Axiallager gemäß Anspruch 6, wobei das Fluorharz aus Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinyletherkopolymerharz, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylenkopolymerharz und/oder Tetrafluorethylen-Ethylenkopolymerharz gebildet ist.
Der Käfig für das Axiallager gemäß Anspruch 7, wobei die Harzzusammensetzung einen karbonbasierten Verbundstoff ausschließt.
Ein Axiallager, das umfasst: ein Paar von Laufringen, eine Vielzahl von Kugeln, die zwischen den Laufringen eingefügt sind, und einen Käfig, welcher die Kugeln hält, wobei der Käfig durch den Käfig für das Axiallager gemäß Anspruch 1 gebildet ist.
Das Axiallager gemäß Anspruch 9, wobei die Kugel aus Keramiken gebildet ist.