DE112020003307T5

DE112020003307T5 - cross roller bearing

Info

Publication number: DE112020003307T5
Application number: DE112020003307.4T
Authority: DE
Inventors: Yuichiro Kawakami
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2022-04-21
Also published as: TW202106991A; JP7431519B2; JP2021014871A; WO2021006209A1; CN114341511A

Abstract

Es ist ein Kreuzrollenlager vorgesehen, das einen Außenring (2) mit einer V-förmigen Außenringlaufbahnoberfläche (5) an dessen radialem Innenumfang aufweist; einen Innenring (3) mit einer V-förmigen Innenringlaufbahnoberfläche (6) an dessen radialem Außenumfang, die der Außenringlaufbahnoberfläche (5) gegenüberliegt; und eine Vielzahl von Rollen (4), die zwischen der Außenringlaufbahnoberfläche (5) und der Innenringlaufbahnoberfläche (6) angeordnet sind und um den gesamten Umfang herum so angeordnet sind, dass sich die Neigungswinkel der Rollen (4) abwechselnd ändern. Mindestens eine der Laufbahnoberflächen (5) des Außenrings und der Innenringlaufbahnoberfläche (6) umfasst Krönungen (9, 10), die so ausgebildet sind, dass sich ihr Fallbetrag auf ihrer Nutschulterseite, d.h. der Seite, die tiefer als die radiale Mittelstellung zwischen den Nutschultern und dem Nutschulterboden liegt, von ihrem Fallbetrag auf der Nutschulterseite, d.h. der Seite, die flacher als die radiale Mittelstellung ist, unterscheidet.There is provided a cross roller bearing comprising an outer ring (2) having a V-shaped outer ring raceway surface (5) on the radially inner periphery thereof; an inner ring (3) having a V-shaped inner ring raceway surface (6) on the radially outer periphery thereof, which faces the outer ring raceway surface (5); and a plurality of rollers (4) interposed between the outer ring raceway surface (5) and the inner ring raceway surface (6) and arranged around the entire circumference so that the inclination angles of the rollers (4) change alternately. At least one of the raceway surfaces (5) of the outer ring and the inner ring raceway surface (6) comprises crowns (9, 10) which are designed in such a way that the amount of fall on their groove shoulder side, i.e. the side that is lower than the radial center position between the groove shoulders and the groove shoulder bottom differs from its amount of fall on the groove shoulder side, i.e. the side that is shallower than the radial center position.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kreuzrollenlager, bei dem zwischen seinem Innen- und Außenring Rollen so angeordnet sind, dass sich die Neigungsrichtungen der Rollen in Umfangsrichtung abwechselnd ändern.The present invention relates to a cross roller bearing in which rollers are arranged between its inner and outer rings so that the directions of inclination of the rollers change alternately in the circumferential direction.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Stabile Eigenschaften wie hohe Positioniergenauigkeit, Wiederholbarkeit und hohe Momentensteifigkeit sind bei Kreuzrollenlagern gefordert, die beispielsweise in Geschwindigkeitsreduzierern von Industrierobotern eingesetzt werden.Stable properties such as high positioning accuracy, repeatability and high moment rigidity are required for crossed roller bearings that are used, for example, in speed reducers in industrial robots.

Das unten genannte Patentdokument 1 offenbart beispielsweise ein Kreuzrollenlager, das einen ringförmigen Außen- und Innenring umfasst, die jeweils eine integrale Struktur aufweisen. Der Außenring weist an seiner inneren Umfangsfläche eine V-förmige Laufbahnoberfläche auf, die sich in Umfangsrichtung erstreckt und sich nach innen hin öffnet. Der Innenring weist an seiner äußeren Umfangsfläche eine V-förmige Laufbahnoberfläche auf, die sich in Umfangsrichtung erstreckt und sich nach außen hin öffnet, so dass sie der Laufbahnrille des Außenrings gegenüberliegt. Zwischen den Laufbahnoberflächen des Innenrings und des Außenrings ist eine große Anzahl von Rollen so angeordnet, dass die Mittelachsen der benachbarten Rollen abwechselnd orthogonal zueinander stehen.For example, Patent Document 1 mentioned below discloses a cross roller bearing including annular outer and inner rings each having an integral structure. The outer ring has, on its inner peripheral surface, a V-shaped raceway surface that extends in the circumferential direction and opens inward. The inner ring has, on its outer peripheral surface, a V-shaped raceway surface that extends circumferentially and opens outward to face the raceway groove of the outer ring. A large number of rollers are arranged between the raceway surfaces of the inner ring and the outer ring so that the center axes of the adjacent rollers are alternately orthogonal to each other.

Im Allgemeinen umfassen die Laufbahnoberflächen eines Kreuzrollenlagers keine Krönungen und bestehen jeweils nur aus geraden Abschnitten, die in einem Winkel von 45 Grad zur Richtung der Mittelachse des Lagers geneigt sind. Die Rollen rollen ab, wobei die Rollflächen der Rollen in Kontakt mit den Laufbahnoberflächen stehen (siehe beispielsweise Absatz 0012 und 1 der Patentschrift 1).In general, the raceway surfaces of a crossed roller bearing do not include crowns and each consists of only straight sections inclined at an angle of 45 degrees to the direction of the bearing center axis. The rollers roll with the rolling surfaces of the rollers in contact with the raceway surfaces (see for example paragraph 0012 and 1 of patent specification 1).

DOKUMENT(E) ZUM STAND DER TECHNIKPRIOR ART DOCUMENT(S).

PATENTDOKUMENT(E)PATENT DOCUMENT(S)

Patentschrift 1: Japanisches Patent Nr. 3739056Patent Document 1: Japanese Patent No. 3739056

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEMEPROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION

Da das Kreuzrollenlager der Patentschrift 1 keine Krönungen aufweist, ist die Lauffläche jeder Rolle 24, wie in 7 der vorliegenden Anmeldung dargestellt, in der Lage, über die gesamte axiale Länge der Rolle 24 mit der V-förmigen Außenringlaufbahnoberfläche 22 des Außenrings 20 und der V-förmigen Innenringlaufbahnoberfläche 23 des Innenrings 21 in Kontakt zu kommen.Since the cross roller bearing of Patent Document 1 has no crowns, the raceway of each roller is 24 as shown in FIG 7 of the present application is able to contact the V-shaped outer ring raceway surface 22 of the outer ring 20 and the V-shaped inner ring raceway surface 23 of the inner ring 21 over the entire axial length of the roller 24 .

Wenn jedoch eine Momentlast aufgebracht wird, kann der Kontaktflächendruck S1', S2' an jedem der Innen- und Außenringe, wie in 8 dargestellt, monoton von der Nutschulterseite der V-Nut (Seite in 7 dargestellt durch ②', ③') in Richtung der Nutgrundseite davon (Seite in 7 dargestellt durch ①', ④') zunehmen. Mit anderen Worten, wenn jede Laufbahnoberfläche gleichmäßig in 100 Laufbahnoberflächenpositionen zwischen dem Nutgrund und einer der Nutschultern unterteilt wird, kann der Kontaktflächendruck S1', S2' monoton von der Laufbahnoberflächenposition 100 des Außenrings 20 in 7 zur Laufbahnoberflächenposition 1 desselben oder von der Laufbahnoberflächenposition 1 des Innenrings 3 in 7 zur Laufbahnoberflächenposition 100 desselben ansteigen. Zu diesem Zeitpunkt können Probleme von einem Bereich ausgehen, in dem die Flächenpressung hoch ist (beispielsweise ein Bereich, in dem die Flächenpressung den maximalen Wert Sm1', Sm2' in 8 erreicht). Eine Möglichkeit, die Verteilung der Flächenpressung auszugleichen, wäre die Bildung von Krönungen auf den Rollen. Diese Lösung ist jedoch nicht praktikabel, da sie eine Steuerung der Einbaurichtung der Rollen 24 erfordert.However, when a moment load is applied, the contact surface pressure S1', S2' on each of the inner and outer rings as shown in 8th shown monotonic from the groove shoulder side of the V-groove (side in 7 represented by ②', ③') toward the groove bottom side thereof (side in 7 represented by ①', ④') increase. In other words, if each raceway surface is divided equally into 100 raceway surface positions between the groove bottom and one of the groove shoulders, the contact surface pressure S1', S2' can be monotonically varied from the raceway surface position 100 of the outer ring 20 in 7 to the raceway surface position 1 of the same or from the raceway surface position 1 of the inner ring 3 in 7 to the raceway surface position 100 thereof. At this time, problems may come from an area where the surface pressure is high (for example, an area where the surface pressure reaches the maximum value Sm1', Sm2' in 8th reached). One possibility to even out the distribution of the surface pressure would be to form crowns on the rollers. However, this solution is impractical because it requires control of the direction of installation of the rollers 24.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Verteilungen der auf die Laufbahnoberflächen einwirkenden Flächenpressungen bei Auftreten einer Momentenbelastung auszugleichen.The object of the present invention is to equalize the distribution of the surface pressures acting on the raceway surfaces when a moment load occurs.

MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEMEMEANS OF SOLVING THE PROBLEMS

Um das obige Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Kreuzrollenlager zur Verfügung, umfassend: einen Außenring, der an einem radial inneren Umfang des Außenrings eine V-förmige Innenringlaufbahnoberfläche aufweist; einen Innenring, der an einem radial äußeren Umfang des Innenrings eine V-förmige Innenringlaufbahnoberfläche aufweist, die der Außenringlaufbahnoberfläche gegenüberliegt; und eine Vielzahl von Rollen, die zwischen der Außenringlaufbahnoberfläche und der Innenringlaufbahnoberfläche angeordnet sind und um einen gesamten Umfang herum angeordnet sind, so dass sich die Neigungswinkel der Rollen abwechselnd ändern, wobei wenigstens eine Laufbahnoberfläche der Außenringlaufbahnoberfläche und der Innenringlaufbahnoberfläche Krönungen umfasst, die so ausgebildet sind, dass ein Tropfenbetrag der wenigstens einen Laufbahnoberfläche auf einer Nutschulterseite, die tiefer als eine radiale Mittelposition der wenigstens einen Laufbahnoberfläche zwischen Nutschultern der wenigstens einen Laufbahnoberfläche und einem Nutschulterboden davon ist, sich von einem Tropfenbetrag der wenigstens einen Laufbahnoberfläche auf einer Nutschulterseite unterscheidet, die flacher als die radiale Mittelposition ist.In order to achieve the above object, the present invention provides a cross roller bearing, comprising: an outer ring having a V-shaped inner ring raceway surface on a radially inner periphery of the outer ring; an inner ring having, at a radially outer periphery of the inner ring, a V-shaped inner ring raceway surface opposed to the outer ring raceway surface; and a plurality of rollers which are arranged between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface and are arranged around an entire circumference so that the inclination angles of the rollers change alternately, wherein at least one raceway surface of the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface comprises crowns so formed that a drop amount of the at least one raceway surface on a groove shoulder side that is deeper than a radial center position of the at least one raceway surface between groove shoulders of the at least one race raceway surface and a groove shoulder bottom thereof differs from a drip amount of the at least one raceway surface on a groove shoulder side that is shallower than the radial center position.

Mit dieser Anordnung ist es möglich, die oben genannte Verteilung auszugleichen, indem die Tropfenmengen der wenigstens einen Laufbahnoberfläche auf der Rillenbodenseite und auf der Nutschulterseite entsprechend der Verteilung des Kontaktflächendrucks, der auf die Laufbahnoberfläche wirkt, wenn eine Momentlast aufgebracht wird, angemessen eingestellt werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Flächenpressung lokal ansteigt und somit Probleme vermieden werden, die von einem Bereich ausgehen, in dem die Flächenpressung hoch ist.With this arrangement, it is possible to equalize the above distribution by appropriately adjusting the drip amounts of the at least one raceway surface on the groove bottom side and on the groove shoulder side according to the distribution of the contact face pressure acting on the raceway surface when a moment load is applied. In this way, the surface pressure can be prevented from increasing locally, thus avoiding problems originating from a region where the surface pressure is high.

In dem obigen Kreuzrollenlager kann die folgende Anordnung (i) oder (ii) verwendet werden:

(i) Die wenigstens eine Laufbahnoberfläche ist nur auf einer der Nutschulterseiten mit den Krönungen ausgebildet und umfasst auf der anderen der Nutschulterseiten gerade Abschnitte, die direkt mit den jeweiligen Krönungen verbunden sind.
(ii) Die wenigstens eine Laufbahnoberfläche umfasst an ihrer radial mittleren Position gerade Abschnitte, die keine Krönungen umfassen, und die Krönungen umfassen erste und zweite Krönungen, wobei die ersten Krönungen direkt mit den jeweiligen geraden Abschnitten auf der Bodenseite der Rille verbunden sind und die zweiten Krönungen direkt mit den jeweiligen geraden Abschnitten auf der Nutschulterseite verbunden sind.

In the above crossed roller bearing, the following arrangement (i) or (ii) can be used:

(i) The at least one raceway surface is formed with the crests on only one of the groove shoulder sides and includes straight portions directly connected to the respective crests on the other of the groove shoulder sides.
(ii) The at least one raceway surface comprises at its radially intermediate position straight sections not comprising crowns, and the crowns comprise first and second crowns, the first crowns being directly connected to the respective straight sections on the bottom side of the groove and the second Coronations are connected directly to the respective straight sections on the groove shoulder side.

Mit dieser Anordnung ist es möglich, den hohen Kontaktflächendruck, der lokal an einem axialen Ende oder an beiden axialen Enden jeder Rolle auftritt, zu reduzieren, während an den geraden Abschnitten ein stabiler Kontaktzustand zwischen der Laufbahnoberfläche und den Rollen gewährleistet wird.With this arrangement, it is possible to reduce the high contact surface pressure occurring locally at one axial end or both axial ends of each roller while ensuring a stable state of contact between the raceway surface and the rollers at the straight portions.

In dem obigen Kreuzrollenlager, wobei jede der Außenringlaufbahnoberflächen und der Innenringlaufbahnoberflächen die Krönungen umfassen kann.In the above crossed roller bearing, each of the outer ring raceway surfaces and the inner ring raceway surfaces may include the crowns.

Mit dieser Anordnung ist es möglich, der hohe Kontaktflächendruck, der lokal sowohl am Außenring als auch am Innenring auftritt, zu reduzieren und damit die Lebensdauer des Lagers zu verlängern.With this arrangement, it is possible to reduce the high contact surface pressure occurring locally on both the outer ring and the inner ring, and thereby increase the life of the bearing.

WIRKUNGEN DER ERFINDUNGEFFECTS OF THE INVENTION

Da im Kreuzrollenlager der vorliegenden Erfindung die Krönungen so ausgebildet sind, dass sich die Tropfenmenge jeder Laufbahnoberfläche auf der Nutenbodenseite von der Tropfenmenge auf der Nutschulterseite unterscheidet, ist es möglich, die Verteilung des auf die Laufbahnoberflächen wirkenden Kontaktflächendrucks bei Auftreten einer Momentbelastung auszugleichen und somit Probleme zu vermeiden, die von einem Bereich mit hohen Kontaktflächendrucks ausgehen.In the crossed roller bearing of the present invention, since the crowns are formed so that the amount of dropping of each raceway surface on the groove bottom side differs from the amount of dropping on the groove shoulder side, it is possible to equalize the distribution of the contact surface pressure acting on the raceway surfaces when a moment load occurs, thus causing problems avoid emanating from an area of high contact surface pressure.

Figurenlistecharacter list

1 12 is a partially cutaway front view of a cross roller bearing according to the present invention.
2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG 1 (first embodiment).
3 12 is a sectional view of a part of the cross roller bearing 1 (first embodiment).
4 Fig. 12 is a view exemplary showing distributions of surface pressures acting on raceway surfaces.
5 Fig. 12 is a sectional view of part of the cross roller bearing (second embodiment).
6 Fig. 12 is a sectional view of part of the cross roller bearing (third embodiment).
7 Fig. 12 is a sectional view of part of a conventional cross roller bearing.
8th Fig. 12 is a view showing contact face pressure distributions acting on raceway surfaces in a conventional crossed roller bearing.

BESTER MODUS ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNGBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Ein Kreuzrollenlager 1 gemäß einer Ausführungsform (erste Ausführungsform) der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf einige Zeichnungen beschrieben. Wie hierin verwendet, die Begriffe „axial“ und „axial“ beziehen sich auf die Richtung parallel zur Drehachse des Kreuzrollenlagers 1; die Begriffe „radial“ und „radial“ beziehen sich auf eine Richtung orthogonal zu der obigen Drehachse; und die Begriffe „umfangsmäßig“ und „umfangsmäßig“ beziehen sich auf die Richtung entlang eines Kreisbogens um die obige Drehachse. Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst dieses Kreuzrollenlager 1 als Hauptbestandteile einen Außenring 2; einen Innenring 3, der radial innerhalb und koaxial zum Außenring 2 angeordnet ist; eine Vielzahl von Rollen 4, die zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 3 angeordnet sind. Diese Lagerkomponenten sind alle aus Stahl gefertigt.A cross roller bearing 1 according to an embodiment (first embodiment) of the present invention will now be described with reference to some drawings. As used herein, the terms "axial" and "axial" refer to the direction parallel to the axis of rotation of the cross roller bearing 1; the terms "radial" and "radial" refer to a direction orthogonal to the above axis of rotation; and the terms "circumferential" and "circumferential" refer to the direction along an arc of a circle about the axis of rotation above. As in 1 and 2 shown, this cross roller bearing 1 comprises, as main components, an outer ring 2; an inner ring 3 disposed radially inward and coaxial with the outer ring 2; a plurality of rollers 4 between the outer ring 2 and the inner ring 3 are arranged. These bearing components are all made of steel.

Der Außenring 2 weist an seinem radial inneren Umfang eine im wesentlichen rechtwinklige V-förmige Innenringlaufbahnoberfläche 5 auf. Der Innenring 3 weist an seinem radial äußeren Umfang eine im Wesentlichen rechtwinklige V-förmige Innenringlaufbahnoberfläche 6 auf, die der Außenringlaufbahnoberfläche 5 gegenüberliegt. Die Seite jeder Laufbahnoberfläche 5, 6, die tiefer liegt als die radiale Mittelposition zwischen ihren Nutschultern und ihrem Nutschulterboden (in 3 durch ①, ④dargestellt), wird im Folgenden als „Nutschulterseite“ bezeichnet, und die Seite der Laufbahnoberfläche, die flacher liegt als die oben genannte Mittelposition (in 3 durch ② , ③ dargestellt), wird im Folgenden als „Nutschulterseite“ bezeichnet.The outer ring 2 has a substantially rectangular V-shaped inner ring raceway surface 5 on its radially inner periphery. The inner ring 3 has a substantially rectangular V-shaped inner ring raceway surface 6 facing the outer ring raceway surface 5 at its radially outer periphery. The side of each raceway surface 5, 6 that is lower than the radial center position between its groove shoulder and groove shoulder bottom (in 3 represented by ①, ④), is hereinafter referred to as “groove shoulder side”, and the side of the raceway surface that is flatter than the center position mentioned above (in 3 represented by ② , ③), is referred to as “groove shoulder side” in the following.

Wie in 2 dargestellt, weisen die Laufbahnoberflächen 5 und 6 des Außenrings und des Innenrings jeweils unterschiedliche Formen auf der Rillenbodenseite und der Nutschulterseite auf. Insbesondere weisen die Laufbahnoberflächen des Außenrings und des Innenrings 5 und 6 auf der Nutschulterseite keine Krönungen auf und bestehen auf der Nutschulterseite aus geraden Abschnitten 7, 8, die in einem Winkel von 45 Grad relativ zur axialen Richtung geneigt sind. Andererseits ist jede der Innenringlaufbahnoberflächen 5 und 6 auf der Nutschulterseite mit Krönungen 9, 10 ausgebildet, die direkt mit den jeweiligen geraden Abschnitten 7, 8 verbunden sind. Durch die geraden Abschnitte 7, 8 und die Krönungen 9, 10, die mit den geraden Abschnitten 7, 8 verbunden sind, ist der Tropfenbetrag jeder der Außen- und Innenringlaufbahnoberflächen 5 und 6 (Größe des Spalts zwischen der Rollfläche jeder Rolle 4 und der Laufbahnoberfläche 5, 6) auf der Nutschulterseite im Wesentlichen Null, während der Tropfenbetrag davon auf der Nutenbodenseite in Richtung des Nutenbodens zunimmt. Somit unterscheidet sich der Tropfenbetrag auf der Nutschulterseite vom Tropfenbetrag auf der Rillenbodenseite.As in 2 shown, the raceway surfaces 5 and 6 of the outer ring and the inner ring have different shapes on the groove bottom side and the groove shoulder side, respectively. Specifically, the raceway surfaces of the outer ring and the inner ring 5 and 6 on the groove shoulder side have no crowns and consist of straight portions 7, 8 on the groove shoulder side inclined at an angle of 45 degrees relative to the axial direction. On the other hand, each of the inner ring raceway surfaces 5 and 6 on the groove shoulder side is formed with crowns 9, 10 directly connected to the straight portions 7, 8, respectively. With the straight sections 7, 8 and the crowns 9, 10 connected to the straight sections 7, 8, the drop amount of each of the outer and inner ring raceway surfaces 5 and 6 (size of the gap between the rolling surface of each roller 4 and the raceway surface 5, 6) on the groove shoulder side is substantially zero, while the amount of dripping thereof on the groove bottom side increases toward the groove bottom. Thus, the amount of gob on the groove shoulder side differs from the amount of gob on the groove bottom side.

In 2 (sowie in den 3, 5 und 6, die jeweils eine Schnittansicht eines Teils des Kreuzrollenlagers 1 zeigen) sind die Neigungswinkel der Krönungen 9 und 10 auf der Außen- und Innenringlaufbahnoberfläche 5 und 6 übertrieben dargestellt, so dass die Krönungen 9 und 10 visuell leicht zu erkennen sind. Die oben genannten Neigungswinkel sind jedoch tatsächlich klein (beispielsweise etwa 2 Grad), so dass die Rollflächen der Rollen 4 bei Auftreten einer Momentbelastung in der Lage sind, über die gesamte axiale Länge der Rollen 4 mit den Außen- und Innenringlaufbahnoberflächen 5 und 6 in Kontakt zu kommen.In 2 (as well as in the 3 , 5 and 6 , each showing a sectional view of a part of the crossed roller bearing 1), the inclination angles of the crowns 9 and 10 on the outer and inner ring raceway surfaces 5 and 6 are exaggerated so that the crowns 9 and 10 are easy to visually recognize. However, the above-mentioned inclination angles are actually small (e.g. about 2 degrees), so that when a moment load occurs, the rolling surfaces of the rollers 4 are able to contact the outer and inner ring raceway surfaces 5 and 6 over the entire axial length of the rollers 4 get.

Die Rollen 4 sind zwischen der Außenringlaufbahnoberfläche 5 und der Innenringlaufbahnoberfläche 6 angeordnet und über den gesamten Umfang so angeordnet, dass sich die Neigungswinkel der in Umfangsrichtung benachbarten Rollen 4 abwechselnd um 90 Grad ändern. Jede Rolle 4 weist einen Durchmesser auf, der etwas größer ist als die Länge der Rolle in Richtung ihrer Drehachse. Daher können die Rollen 4 reibungslos auf den Außen- und Innenringlaufbahnoberflächen 5 und 6 abrollen, da die Enden der Rollen 4 in den Richtungen ihrer Drehachsen nicht mit der einen und der anderen Seite der im Wesentlichen rechtwinkligen V-Nut in Berührung kommen, die jeweils die Außen- und Innenringlaufbahnoberfläche 5 und 6 bildet.The rollers 4 are arranged between the outer ring raceway surface 5 and the inner ring raceway surface 6 and arranged over the entire circumference so that the inclination angles of the circumferentially adjacent rollers 4 alternately change by 90 degrees. Each roller 4 has a diameter slightly larger than the length of the roller in the direction of its axis of rotation. Therefore, the rollers 4 can smoothly roll on the outer and inner ring raceway surfaces 5 and 6 because the ends of the rollers 4 in the directions of their rotation axes do not come into contact with one and the other side of the substantially rectangular V-groove respectively Outer and inner ring raceway surface 5 and 6 forms.

Die Abrollflächen der Rollen 4 sind zylindrisch, d.h. sie weisen über ihre gesamte axiale Länge einen einheitlichen Außendurchmesser auf und umfassen keine Krönungen. Daher ist es bei der Montage der Rollen 4 zwischen der Außenringlaufbahnoberfläche 5 und der Innenringlaufbahnoberfläche 6 nicht erforderlich, die Montagerichtungen zu steuern, so dass die Rollen reibungslos montiert werden können. Zwischen jedem benachbarten Paar von Rollen 4 kann ein Abstandshalter angeordnet werden, um einen Spalt mit einer vorbestimmten Größe zwischen den Rollen 4 zu definieren.The rolling surfaces of the rollers 4 are cylindrical, i.e. they have a uniform outer diameter over their entire axial length and do not include any crowns. Therefore, when assembling the rollers 4 between the outer ring raceway surface 5 and the inner ring raceway surface 6, it is not necessary to control the assembling directions, so that the rollers can be assembled smoothly. A spacer may be placed between each adjacent pair of rollers 4 to define a gap of a predetermined size between the rollers 4 .

4 zeigt als Beispiel Berechnungsergebnisse der Verteilungen des Kontaktflächendrucks, der von der Rollfläche jeder Rolle 4 auf die Außen- und Innenringlaufbahnoberflächen 5 und 6 wirken, in einer Anordnung, bei der, wie in 3 dargestellt, jede der Außen- und Innenringlaufbahnoberflächen 5 und 6 nur auf der Bodenseite der Rille mit Krönungen 9, 10 ausgebildet ist und gerade Abschnitte 7, 8 auf der Nutschulterseite umfasst. Diese Berechnung wurde am Beispiel eines Kreuzrollenlagers 1 durchgeführt, das einen Außendurchmesser von 85 mm und eine axiale Breite von 18,5 mm aufweist. 4 zeigt, wenn jede Laufbahnoberfläche in 100 Laufbahnoberflächenpositionen zwischen dem Nutgrund und einer der Nutschultern unterteilt ist, die Verteilungen des Kontaktflächendrucks an den Laufbahnoberflächenpositionen in den Bereichen, die mit jeder Rolle 4 in Kontakt sind. In 3 und 4 entsprechen ① und ④ der Rillenbodenseite und ② und ③der Nutschulterseite. 4 12 shows, as an example, calculation results of the distributions of the contact face pressure acting on the outer and inner ring raceway surfaces 5 and 6 from the rolling face of each roller 4 in an arrangement in which, as in FIG 3 As shown, each of the outer and inner ring raceway surfaces 5 and 6 is formed with crowns 9, 10 only on the bottom side of the groove and includes straight portions 7, 8 on the groove shoulder side. This calculation was performed using a crossed roller bearing 1 as an example, which has an outer diameter of 85 mm and an axial width of 18.5 mm. 4 12 shows, when each raceway surface is divided into 100 raceway surface positions between the groove bottom and one of the groove shoulders, the contact surface pressure distributions at the raceway surface positions in the areas in contact with each roller 4. FIG. In 3 and 4 ① and ④ correspond to the groove bottom side and ② and ③ to the groove shoulder side.

Indem, wie oben beschrieben, Krönungen 9, 10 nur auf der Rillenunterseite jeder Laufbahnoberfläche 5, 6 ausgebildet werden, ist es möglich, den Kontaktflächendruck auf der Rillenunterseite zu reduzieren, wo der Kontaktflächendruck dazu neigt, hoch zu sein (so dass die Beziehungen zwischen den in 8 gezeigten maximalen Kontaktflächendrücken S_m1' und S_m2' gemäß einem herkömmlichen Kreuzrollenlager und den in 4 gezeigten maximalen Kontaktflächendrücken S_m1 und S_m2 gleich S_m1 < S_m1' und S_m2 < S_m2' sind), und somit die Kontaktflächendrücke auszugleichen. Auf diese Weise können Probleme vermieden werden, die von Bereichen ausgehen, in denen die Flächenpressungen hoch sind. Darüber hinaus sorgen die geraden Abschnitte 7 und 8 für einen stabilen Kontaktzustand zwischen den Laufbahnoberflächen und den Rollen 4 und erhöhen somit die Drehstabilität des Kreuzrollenlagers 1.By forming crowns 9, 10 only on the groove bottom of each raceway surface 5, 6 as described above, it is possible to reduce the contact surface pressure on the groove bottom where the contact surface pressure tends to be high (so that the relationships between the in 8th shown maximum contact surface pressures S _m1 'and S _m2 'according to a conventional crossed roller bearing and the in 4 shown maximum contact surface pressures S _m1 and S _m2 equal S _m1 < S _m1 ' and S _m2 < S _m2 ') and thus balance the contact surface pressures. In this way, problems arising from areas where the surface pressures are high can be avoided. In addition, the straight portions 7 and 8 ensure a stable state of contact between the raceway surfaces and the rollers 4, thus increasing the rotational stability of the cross roller bearing 1.

Die in 4 gezeigten Verteilungen der Kontaktflächendrücke sind lediglich ein Beispiel. Durch Änderung der Formen der Krönungen 9, 10 (beispielsweise ihrer Neigungswinkel oder Längen in den Richtungen vom Rillenboden zu den Rillenschultern) ist es möglich, die obigen Verteilungen in geeigneter Weise zu ändern, so dass die Laufbahnoberflächen frei von Bereichen sind, in denen die Kontaktflächendrücke hoch sind.In the 4 The contact surface pressure distributions shown are just an example. By changing the shapes of the crowns 9, 10 (e.g. their inclination angles or lengths in the directions from the groove bottom to the groove shoulders), it is possible to suitably change the above distributions so that the raceway surfaces are free from areas where the contact surface pressures are high.

In 5 ist ein Kreuzrollenlager 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform (zweite Ausführungsform) der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieses Kreuzrollenlager 1 ist im Grundaufbau identisch mit dem der ersten Ausführungsform, jedoch sind die Außen- und Innenringlaufbahnoberflächen 5 und 6 anders geformt als bei der ersten Ausführungsform.In 5 1 is illustrated a cross roller bearing 1 according to another embodiment (second embodiment) of the present invention. This cross roller bearing 1 is identical in basic structure to that of the first embodiment, but the outer and inner ring raceway surfaces 5 and 6 are shaped differently from those in the first embodiment.

Konkret besteht bei dem Kreuzrollenlager 1 der zweiten Ausführungsform jede der Außen- und Innenringlaufbahnoberflächen 5 und 6 aus geraden Abschnitten 7, 8, die in der Mitte der Laufbahnoberfläche zwischen der Bodenseite der Rille (Seite mit ①, ④ in 5) und der Nutschulterseite (in 5 durch ② , ③ dargestellt); erste Krönungen 9a, 10a, die direkt mit den jeweiligen geraden Abschnitten 7, 8 auf der Bodenseite der Nut verbunden sind; und zweite Krönungen 9b, 10b, die direkt mit den jeweiligen geraden Abschnitten 7, 8 auf der Nutschulterseite verbunden sind. Die ersten Krönungen 9a, 10a und die zweiten Krönungen 9b, 10b unterscheiden sich voneinander in ihren Neigungswinkeln und Längen in den Richtungen vom Rillenboden zu den Rillenschultern und somit in ihren Fallhöhen.Concretely, in the crossed roller bearing 1 of the second embodiment, each of the outer and inner ring raceway surfaces 5 and 6 consists of straight portions 7, 8 formed in the middle of the raceway surface between the bottom side of the groove (side with ①, ④ in 5 ) and the groove shoulder side (in 5 represented by ② , ③); first crowns 9a, 10a connected directly to the respective straight portions 7, 8 on the bottom side of the groove; and second crowns 9b, 10b directly connected to the respective straight portions 7, 8 on the groove shoulder side. The first crowns 9a, 10a and the second crowns 9b, 10b differ from each other in their inclination angles and lengths in the directions from the groove bottom to the groove shoulders and thus in their drop heights.

Indem, wie oben beschrieben, Krönungen 9a, 10a und 9b, 10b sowohl auf der Nutbodenseite als auch auf der Nutschulterseite jeder Laufbahnoberfläche 5, 6 ausgebildet werden, ist es möglich, die Flächenpressungen in den Bereichen zu reduzieren, in denen die Flächenpressungen aufgrund des Kontakts mit beiden axialen Enden jeder Rolle 4 tendenziell hoch sind, und somit die Flächenpressungen auszugleichen. Wie beim Kreuzrollenlager 1 der ersten Ausführungsform ist es daher möglich, Probleme zu vermeiden, die von Bereichen ausgehen, in denen die Kontaktflächendrücke hoch sind. Darüber hinaus sorgen die geraden Abschnitte 7 und 8 für einen stabilen Kontaktzustand zwischen den Laufbahnoberflächen und den Rollen 4 und erhöhen somit die Drehstabilität des Kreuzrollenlagers 1.By forming crowns 9a, 10a and 9b, 10b on both the groove bottom side and the groove shoulder side of each raceway surface 5, 6 as described above, it is possible to reduce the surface pressures in the areas where the surface pressures due to the contact with both axial ends of each roller 4 tend to be high, thus balancing the surface pressures. Therefore, like the crossed roller bearing 1 of the first embodiment, it is possible to avoid problems originating from areas where the contact surface pressures are high. In addition, the straight portions 7 and 8 ensure a stable state of contact between the raceway surfaces and the rollers 4, thus increasing the rotational stability of the cross roller bearing 1.

In 6 ist ein Kreuzrollenlager 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform (dritte Ausführungsform) der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieses Kreuzrollenlager 1 ist im Grundaufbau identisch mit denen der ersten und zweiten Ausführungsform, aber die Innenringlaufbahnoberflächen 5 und 6 unterscheiden sich des Weiteren in ihrer Form von denen der ersten und zweiten Ausführungsform.In 6 1 is illustrated a cross roller bearing 1 according to another embodiment (third embodiment) of the present invention. This cross roller bearing 1 is identical in basic structure to those of the first and second embodiments, but the inner ring raceway surfaces 5 and 6 are further different in shape from those of the first and second embodiments.

Insbesondere wird in dem Kreuzrollenlager 1 der dritten Ausführungsform jede der Außen- und Innenringlaufbahnoberflächen 5 und 6 durch erste Krönungen 9a, 10a, die auf der Rillenbodenseite (Seite mit ① ④ in 6) ausgebildet sind, und zweite Krönungen 9b, 10b, die auf der Nutschulterseite (Seite mit ② , ③ in 6) ausgebildet sind, gebildet. Die ersten Krönungen 9a, 10a und die zweiten Krönungen 9b, 10b unterscheiden sich voneinander in ihren Neigungswinkeln und Längen in den Richtungen vom Rillenboden zu den Rillenschultern und somit in ihren Fallhöhen.Specifically, in the crossed roller bearing 1 of the third embodiment, each of the outer and inner ring raceway surfaces 5 and 6 is formed by first crowns 9a, 10a formed on the groove bottom side (side with ① ④ in 6 ) are formed, and second crowns 9b, 10b, which are formed on the groove shoulder side (side with ② , ③ in 6 ) are formed. The first crowns 9a, 10a and the second crowns 9b, 10b differ from each other in their inclination angles and lengths in the directions from the groove bottom to the groove shoulders and thus in their drop heights.

Durch das Ausbilden von Krönungen 9a, 10a und 9b, 10b, wie oben beschrieben, sowohl auf der Rillenbodenseite als auch auf der Nutschulterseite jeder Laufbahnoberfläche 5, 6 ist es möglich, wie im Kreuzrollenlager 1 der zweiten Ausführungsform, die Kontaktflächendrücke in den Bereichen zu reduzieren, in denen die Kontaktflächendrücke aufgrund des Kontakts mit beiden axialen Enden jeder Rolle 4 tendenziell hoch sind, und somit die Kontaktflächendrücke auszugleichen. Wie beim Kreuzrollenlager 1 der ersten Ausführungsform ist es daher möglich, Probleme zu vermeiden, die von Bereichen ausgehen, in denen die Kontaktflächendrücke hoch sind.By forming crowns 9a, 10a and 9b, 10b as described above on both the groove bottom side and the groove shoulder side of each raceway surface 5, 6, it is possible, as in the crossed roller bearing 1 of the second embodiment, to reduce the contact surface pressures in the areas , in which the contact surface pressures tend to be high due to the contact with both axial ends of each roller 4, and thus balance the contact surface pressures. Therefore, like the crossed roller bearing 1 of the first embodiment, it is possible to avoid problems originating from areas where the contact surface pressures are high.

Die Kreuzrollenlager 1 der obigen Ausführungsformen sind lediglich Beispiele, und die Formen, Anordnungen, Materialien usw. ihrer Lagerkomponenten können nach Bedarf geändert werden, unter der Bedingung, dass es möglich ist, das oben beschriebene Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, d.h. die Verteilungen der Kontaktflächendrücke auszugleichen, die auf die Laufbahnoberflächen wirken, wenn eine Momentenbelastung aufgebracht wird.The crossed roller bearings 1 of the above embodiments are just examples, and the shapes, arrangements, materials, etc. of their bearing components can be changed as necessary on the condition that it is possible to achieve the above-described object of the present invention, i.e. the distributions of To balance contact face pressures acting on the raceway surfaces when a moment load is applied.

Während in jeder der obigen Ausführungsformen jede Seite jeder der V-förmigen Außen- und Innenringlaufbahnoberflächen 5 und 6 durch eine Vielzahl von Abschnitten mit unterschiedlichem Neigungswinkel gebildet wird (ein gerader Abschnitt 7, 8 und eine Krönung 9, 10 in der ersten Ausführungsform; einem geraden Abschnitt 7, 8 und zwei Krönungen 9a, 10a und 9b, 10b in der zweiten Ausführungsform; und zwei Krönungen 9a, 10a und 9b, 10b in der dritten Ausführungsform), kann sie vollständig aus einer einzigen durchgehenden Krönung 9, 10 bestehen. Auch wenn in jeder der obigen Ausführungsformen jede der V-förmigen Laufbahnoberflächen des Außen- und Innenrings 5 und 6 symmetrisch in Bezug auf die Mitte der Nut ist, kann sie auch asymmetrisch sein. Des Weiteren können die Krönungen einer der Laufbahnoberflächen des Außenrings und des Innenrings 5 und 6 weggelassen werden.While in each of the above embodiments, each side of each of the V-shaped outer and inner ring raceway surfaces 5 and 6 is formed by a plurality of sections with different inclination angles (a straight section 7, 8 and a crown 9, 10 in the first embodiment; a straight Section 7, 8 and two crowns 9a, 10a and 9b, 10b in the second embodiment; and two crowns 9a, 10a and 9b, 10b in the third embodiment), it can fully consist constantly of a single continuous coronation 9,10. Although each of the V-shaped raceway surfaces of the outer and inner rings 5 and 6 is symmetrical with respect to the center of the groove in each of the above embodiments, it may be asymmetrical. Furthermore, the crowns of one of the raceway surfaces of the outer ring and the inner ring 5 and 6 can be omitted.

BezugszeichenlisteReference List

11: Kreuzrollenlagercross roller bearing
22: Außenringouter ring
33: Innenringinner ring
44: Rollerole
55: Außenring LaufbahnoberflächeOuter ring raceway surface
66: Innenringlaufbahnoberflächeinner ring raceway surface
7, 87, 8: gerader Abschnittstraight section
9, 109, 10: Krönungcoronation
9a, 10a9a, 10a: Erste KrönungFirst coronation
9b, 10b9b, 10b: Zweite KrönungSecond coronation

Claims

Crossed roller bearing comprising: an outer ring (2) having a V-shaped inner ring raceway surface (5) on a radially inner periphery of the outer ring (2); an inner ring (3) having on a radially outer periphery of the inner ring (3) a V-shaped inner ring raceway surface (6) opposed to the outer ring raceway surface (5); and a plurality of rollers (4) which are arranged between the outer ring raceway surface (5) and the inner ring raceway surface (6) and which are arranged around an entire circumference so that the inclination angles of the rollers (4) change alternately, wherein at least one raceway surface of the outer ring raceway surface (5) and the inner ring raceway surface (6) comprises crowns (9, 10) formed such that a drop amount of the at least one raceway surface on a groove shoulder side that is deeper than a radial center position of the at least one raceway surface between Groove shoulders of the at least one raceway surface and a groove shoulder bottom thereof differs from a drip amount of the at least one raceway surface on a groove shoulder side that is shallower than the radial center position.

crossed roller bearing claim 1 , wherein the at least one raceway surface is formed only on one of the bottom portions of the groove and the groove shoulder side with the crowns (9, 10) and on the other of the bottom portions of the groove and the groove shoulder side comprises straight sections (7, 8) directly connected to the respective coronations (9, 10) are connected.

crossed roller bearing claim 1 , wherein the at least one raceway surface comprises straight sections (7, 8) at its radially central position, which comprise no thickenings (9, 10), and wherein the crowns (9, 10) comprise first and second crowns (9, 10), wherein the first crowns (9, 10) are directly connected to the respective straight sections (7, 8) on the groove shoulder side, and the second crowns (9, 10) are directly connected to the respective straight sections (7, 8) on the groove shoulder side are.

Cross roller bearing according to one of Claims 1 until 3 , wherein both the outer ring raceway surface (5) and the inner ring raceway surface (6) comprise the crowns (9, 10).