DE19914750A1

DE19914750A1 - Zylinderrollenlager

Info

Publication number: DE19914750A1
Application number: DE19914750A
Authority: DE
Inventors: Takashi Murai; Morio Sorimachi; Yoshio Shoda; Takashi Yamamoto
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 1999-10-14
Anticipated expiration: 2019-04-01
Also published as: JPH11344035A; US6196724B1; DE19914750B4

Abstract

Zumindest ein Mittelabschnitt einer Kontur einer Rolloberfläche jeder Rolle entlang der Richtung einer Achse ist linear parallel zur Achse ausgebildet, und jede der Neigungen der Oberfläche auf einer Stützseite einer Tasche eines Käfigs zum Aufnehmen der Rolle mit Bezug auf die Umfangs- und Radialrichtungen derart festgelegt ist, um gleich oder weniger als 1,5/1000 mal so groß wie die Länge der Rolle zu sein.

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zylinderrollenlager zur Verwendung in ei ner gewöhnlichen Maschine, wie z. B. ein mittelgroßer Elektromotor, ein großer Elektro motor oder dergleichen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Verbesserung eines Zylinderrollenlagers zur Verwendung in einem Apparat, der sowohl geringe Vibrationen, als auch geringe Geräusche erfordert.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Als Technik zum Reduzieren sowohl von Vibrationen, als auch von Geräuschen von Zy linderrollenlagern ist bislang eine Technik bekannt, bei welcher die Kontaktstelle zwi schen jedem Rollelement und einem Käfig entsprechend der Differenz des Führungs verfahrens (Laufbahnführung oder Rollelementführung) des Käfigs variiert, wie es z. B. in der Veröffentlichung des japanischen Gebrauchsmusters Nr. Hei. 3-67718 beschrie ben ist, oder eine Technik, bei welcher die Kontaktform verändert wird, wie dies z. B. in der Veröffentlichung des japanischen Patents Nr. Hei. 7-127645 beschrieben ist.

Darüber hinaus ist bei dem Käfig, der in der Veröffentlichung des japanischen Ge brauchsmusters Nr. Hei. 3-67718 beschrieben ist, insbesondere die Bewegung jedes Rollelements in einem unbelasteten Bereich begrenzt, um dadurch eine Reduktion von sowohl Vibrationen, als auch Geräusch der Lagerung zu erreichen. Das heißt, da das Führungsverfahren dieses Käfigs vom Typ des Rollelementführens ist, ist das Gewicht des Käfigs auf jedes Rollelement in dem belastungsfreien Bereich aufgebracht. Die Last wird eine Gegenkraft zu einer Zentrifugalkraft, die auf das Rollelement wirkt, wenn das Lager sich dreht. Entsprechend ist der Kontaktdruck zwischen dem Rollelement im be lastungsfreien Bereich und der äußeren Laufbahn reduziert. Als ein Ergebnis ist die Vi bration des Lagers unterdrückt.

Hier, in einem Preßkäfig ist es allgemein so, daß eine Rollenführungsoberfläche des Käfigs durch dem benachbarten eines ringförmigen Abschnittes bereitgestellt wird, und in einem balligem Abschnitt einer Rolloberfläche jeder Rolle ausgebildet ist, wie dies z. B. in der Veröffentlichung des japanischen Gebrauchsmusters Nr. Hei. 6-87723 oder der gleichen beschrieben ist.

Bei der Lagerung, die in der Veröffentlichung des japanischen Gebrauchsmusters Nr. Hei. 3-67718 beschrieben ist, ist, jedoch, wie in Fig. 10 beschrieben, der Durchmesser des Teilkreises jeder Tasche 50a des Käfigs 50 derart ausgebildet, daß er kleiner ist als der Durchmesser des Teilkreises jeder Rolle 51. Dementsprechend, wenn die Lagerung in solch einer Weise hergestellt wird, daß die Differenz zwischen den beiden Durchmes sern der Teilkreise nicht ordnungsgemäß ist, wird die Beschränkung, die durch den Kä fig 50 auf die Rolle 51 aufgebracht wird, groß. Wenn die Beschränkung zu groß wird, gelangen die Rolle 51 und der Käfig 50 stärker miteinander in Kontakt, als dies notwen dig ist, so daß häufig Geräusch aufgrund von Kollision zwischen dem Käfig 50 und der Rolle 51 (Käfiggeräusch) erzeugt wurde.

Darüber hinaus, wenn die Beschränkung des Käfigs 50 groß war, haben Vibrationen und Geräuschstärken des Lagers oft variiert, da die Lagerung leicht durch Fehler der individuellen Produktion des Käfigs 50 beeinflußt wurde.

Darüber hinaus, da das Führungsverfahren auf den Typ des Führens des Rollelements beschränkt war, war die Spezifikation der Lagerung unvermeidbar oft beschränkt.

Im übrigen war bei konventionellen Zylinderrollenlagern die gesamte Kontur der Roll oberfläche jeder Rolle 51 entlang der Richtung einer Achse der Rolle im wesentlichen wie eine zusammengesetzte kreisbogenförmige ballige Form (teilweise ballig), mit einem linearen Abschnitt und einem gebogenen Abschnitt oder, wie eine gebogene vollständi ge ballige Form, um die Kantenlast herabzusetzen. Entsprechend wurde jede Rolle 51, die in den belastungsfreien Bereich bewegt wurde, gegen eine Oberfläche (stützen seitige Oberfläche) der Tasche 50a des Käfigs 50, der der Rolle 51 in Umfangsrichtung gegenüberliegt, durch Punktkontakt belastet. Die Achse der Rolle 51 hat leicht variiert, unabhängig von dem Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Neigungswinkeln der stützenseitigen Oberfläche der Tasche 50a bezüglich der Umfangs- und Radialrichtun gen, so daß es keine Funktion gab, die es der Rolle 50 erlaubte, eine stabile Position einzunehmen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist basierend auf dem zuvor genannten Problem konstruiert und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zylinderrollenlager bereitzustellen, bei welchem jede Rolle, die sich in einem belastungsfreien Bereich bewegt, aggressiv dazu veranlaßt wird, in einer geometrisch idealen Weise sich zu bewegen, und sowohl die Neigung (Schräglauf) der Rolle bezüglich ihrer Umfangsrichtung und die Neigung (Ver kanten) der Rolle bezüglich ihrer Radialrichtung unterdrückt wird, so daß die Vibrations- und Geräuschstärken des Lagers sicher reduziert werden können.

Um das obige Ziel zu erreichen ist gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Zylin derrollenlager vorgesehen, mit einem Käfig, der Taschen und Rollen aufweist, die in den Taschen aufgenommen sind, wobei jede der Rollen eine Rolloberfläche aufweist, wobei eine Kontur der Rolloberfläche entlang einer Richtung einer Achse der Rolle zumindest einen Mittelabschnitt aufweist, der linear ausgebildet ist parallel zur Achse. Jede der Ta schen ist derart gestaltet, daß eine Neigung eines Abschnitts der Tasche gegenüberlie gend der Rolloberfläche der Rolle bezüglich einer Linie parallel mit einer Mittelachse der Drehung des Lagers derart angeordnet ist, um gleich oder weniger als 1,5/1000 so groß wie die Länge der Rolle zu sein.

Darüber hinaus, gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Zylinderrollenlager vorgesehen mit einem Käfig, der Taschen aufweist und Rollen, die in den Taschen an geordnet sind, wobei jede der Rollen eine Rolloberfläche aufweist, wobei eine Kontur der Rolloberfläche entlang einer Richtung einer Achse der Rolle zumindest einen Mittel abschnitt aufweist, der linear ausgebildet ist parallel zur Achse. Jede der Taschen ist derart ausgebildet, daß eine Neigung eines Abschnittes der Tasche gegenüberliegend der Rolle in Umfangsrichtung derart ausgebildet ist, um gleich oder weniger als 1,5/1000 mal groß wie die Länge der Rolle zu sein.

Darüber hinaus, gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Zylinderrollenlager vorgesehen, mit einem Käfig, der Taschen und Rollen aufweist, die in den Taschen auf genommen sind, wobei jede der Rollen eine Rolloberfläche aufweist, wobei eine Kontur der Rolloberfläche entlang einer Richtung einer Achse der Rolle zumindest einen Mit telabschnitt aufweist, der linear parallel zur Achse ausgebildet ist. Ein Abschnitt der Ta sche liegt der Rolle in Umfangsrichtung gegenüber, und jede der Taschen ist so aus gebildet, daß eine Neigung des Abschnittes der Tasche in Umfangsrichtung in einer Radialrichtung derart ist, daß er gleich oder weniger als 1,5/1000 mal so groß wie die Länge der Rolle ist.

Angenommen, daß ein Abschnitt jeder Tasche, die der zuvor genannten Rolle in Um fangsrichtung gegenüberliegt, als Taschenoberfläche bezeichnet wird. Dann bedeutet "die Taschenoberfläche, die in Umfangsrichtung geneigt ist" einen Zustand, in welchem die zuvor genannte Taschenoberfläche in Umfangsrichtung relativ zu einer Linie parallel zur Mittelachse der Drehung der Lagerung angeordnet ist, wenn dies in Radialrichtung (siehe Fig. 6) gesehen wird. Darüber hinaus, bedeutet "die Taschenoberfläche geneigt in Radialrichtung", einen Zustand, in welchem die zuvor genannte Taschenoberfläche in Radialrichtung relativ zu einer Linie parallel zur Mittelachse der Drehung der Lagerung geneigt ist, wenn dies in Umfangsrichtung gesehen wird (siehe Fig. 5).

Darüber hinaus, wenn eine unbelastete Rolle in Linearkontakt mit einer Taschenoberflä che über die Axialrichtung gelangt, so daß die Position der Rolle begrenzt wird durch die Taschenoberfläche in dem Fall, wo die zuvor genannte Taschenoberfläche in Umfangs richtung oder Radialrichtung geneigt ist, wie dies in Fig. 11 dargestellt ist, schneiden ei ne Linie S1, die durch Drehachse der Rolle gebildet ist, wenn ihre Stellung wie oben be schrieben begrenzt ist, und eine Linie S2 (parallel zur Mittelachse der Drehung des La gers), die durch die Achse der Drehung der Rolle gebildet ist, wenn das Lager eine geometrisch ideale Bewegung ausführt (in einem Zustand, in welchem die Achse der Drehung jeder Rolle parallel mit der Mittelachse der Drehung der Rollen ist (die Mittel achse der Drehung der Lagerung)) einander, d. h., die Rolle ist von ihrer idealen Position nach unten gefallen. Bezüglich der Punkte P2 und P3, welche jeweils entlang der Linien S1 und S2 eingetragen sind, um von einem Punkt P1 des zuvor genannten Schnitt punkts um eine Rollenlänge (L) beabstandet zu sein, ist die Größe des Versatzes Δθ gesehen in Radialrichtung äquivalent zu der Größe des Falls der Rolle in Umfangsrich tung, d. h., zur Größe des Falls, das bei der zuvor genannten Rolle hauptsächlich durch die Umfangsneigung der Taschenoberfläche relativ zur Rollenlänge hervorgerufen wird. Darüber hinaus, bezüglich der zuvor genannten beiden Punkte P2 und P3 ist die Größe des Versatzes Δr gesehen in Umfangsrichtung äquivalent zu der Stärke des Falls der Rolle in Radialrichtung, d. h., zu der Stärke des Falls, die bei der zuvor genannten Rolle hauptsächlich durch die Radialneigung der Taschenoberfläche relativ zur Rollenlänge hervorgerufen wird.

Hier kann das Einstellen der Umfangs- und Radialneigungen der Taschenoberfläche er reicht werden, z. B., durch Einstellen der Umfangs- und Radialneigungen (Fall) jeder Stütze des Käfigs. Selbstverständlich ist das Festlegen nicht auf diese Art und Weise beschränkt, sondern kann das Festlegen auch ohne jede Neigung der Stütze erreicht werden durch Bearbeiten der Taschenoberfläche selbst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein linearer Abschnitt in der Kontur der Rollober fläche jeder Rolle vorgesehen. Entsprechend, wenn der gesamte Linearabschnitt gegen die Tasche gedrückt wird, d. h., wenn der lineare Abschnitt derart belastet wird, um in linearen Kontakt mit der Tasche in Axialrichtung zu gelangen, wird ein unnötiges Abwei chen reduziert, so daß die Stellung der Rolle im unbelasteten Bereich automatisch auf die gewünschte Position durch die Taschenoberfläche eingestellt wird. Das heißt, die Rolle kann sicher durch die Taschenoberfläche (stützenseitige Oberfläche) der Käfigta sche geführt werden, die der Rolle in Umfangsrichtung gegenüberliegt, so daß die Rota tionsstellung der Rolle stabilisiert wird. Als ein Ergebnis wird die Rolle, die in dem Käfig im unbelasteten Bereich geführt wird, um ihre eigene Achse drehend gehalten und da durch das Drehen stabilisiert.

Der Grund, warum jede der zuvor genannten Neigungen auf einen Wert festgelegt wird, der gleich oder geringer als 1,5/1000 mal so groß wie die Rollenlänge ist, ist der folgen de. Wie in den Beispielen erklärt werden wird, welche nachfolgend beschrieben werden, wurde bestätigt, daß der Schalldruck unmittelbar verbessert wurde durch Festlegen je der der Neigungen auf einen Wert, der gleich oder geringer ist als 1,5/1000 mal die Größe der Rollenlänge (siehe Fig. 7 und 8) ist.

Hier wird allgemein bevorzugt, daß jede Rolle, die ein Rollelement ist, um ihre eigene Achse sich dreht und Umdrehungen in idealer Position vollführt, in welcher die Drehach se jeder Rolle parallel zur Mittelachse der Umdrehung der Rollen ist (die Mittelachse des Drehens des Lagers). Man beachte nun die Beziehung zwischen der Rolle und dem Kä fig. Dort besteht eine Beziehung, bei welcher die Rolle im Belastungsbereich gegen den Käfig drückt, wohingegen die Rolle im unbelasteten Bereich im Gegensatz dazu durch den Käfig gedrückt wird.

Bei der zuvor genannten Beziehung macht die Rolle im Belastungsbereich eine Bewe gung in einer Position nahe der Idealposition (in welcher die Achse des Drehens jeder Rolle parallel zur Mittelachse der Umdrehung der Rollen ist (die Mittelachse der Dre hung des Lagers)), so daß die Position nicht durch die Taschenoberfläche des Käfigs basierend auf den Beschränkungen durch die Laufbahnen begrenzt wird, wohingegen die Stellung des Käfigs, der durch die Rolle belastet wird, bestimmt wird, basierend auf dem geometrischen Kontaktverhältnis zwischen der Rolloberfläche der Rolle und der Taschenoberfläche, die sich in Kontakt mit der Rollenoberfläche der Rolle befindet. Im Gegensatz dazu, wird die Rolle im unbelasteten Bereich durch die Taschenoberfläche des Käfigs belastet, so daß die Position der Rolle beschränkt wird durch die Taschen oberfläche.

Entsprechend, sogar in dem Fall, wo ein Linearabschnitt in der Kontur der Rollenober fläche jeder Rolle vorgesehen ist, um die Rolloberfläche in Linearkontakt mit der Ta schenoberfläche zu bringen, um dadurch die Position der Rolle im unbelasteten Bereich zu stabilisieren, neigt der gesamte Käfig dazu, Umdrehungen zu vollführen, während er bezüglich der Mittelachse der Umdrehung geneigt ist (das Zentrum der Drehung des Lagers), wenn jede Taschenoberfläche des Käfigs in Umfangs- oder Radialrichtung ge neigt ist.

Entsprechend ist die Rolle im unbelasteten Bereich durch den geneigten Käfig geführt, so daß die Rolle dazu gezwungen wird, eine Schrägstellung oder eine Kippung aufzu weisen. Als ein Ergebnis macht die Rolle eine unstabile Bewegung. Dies ist Ursache für sowohl Vibrationen, als auch Geräusche. Von den schlechten Einflüssen ist der Einfluß der Umfangsneigung stärker. Es ist offensichtlich von der obigen Beschreibung, daß die Neigung der Taschenoberfläche in Umfangsrichtung und Radialrichtung nicht immer genau gleich der Größe des Umfangs- oder Radialfalls der Rolle ist, deren Position durch den Käfig begrenzt wird.

Von dem obigen Standpunkt aus wird bei der vorliegenden Erfindung das Wissen erhal ten, daß die Stärke des Schalldrucks unmittelbar verbessert wird, wenn jede der Nei gungen der Taschenoberfläche in Umfangs- und Radialrichtungen, insbesondere die Neigung in Umfangsrichtung unterdrückt wird, insbesondere, wenn die Neigung unter drückt wird, um gleich oder weniger als 1,5/1000 mal die Größe der Rollenlänge zu be tragen. Entsprechend, ist jede der Neigungen der Taschenoberfläche in Umfangs- und Radialrichtungen beschränkt darauf, gleich zu sein oder weniger zu sein als 1,5/1000 mal die Größe der Rollenlänge.

In diesem Fall ist die Neigung der Taschenoberfläche in Umfangsrichtung nur eine direk te Ursache des Umfangsfalls der Position der Rolle, die durch den Käfig im unbelaste ten Bereich geführt wird. Entsprechend, wie beim zweiten Aspekt der Erfindung be schrieben wird, ist insbesondere das Unterdrücken der Neigung in zumindest Umfangs richtung, von der Umfangs- und Radialrichtungen, ungefähr auf gleich oder auf weniger als 1,5/1000 mal die Größe der Rollenlänge, effizient, um die Schrägstellung oder der gleichen der Kugel zu unterdrücken.

Darüber hinaus, im Fall, wo die Kontur der Taschenoberfläche entlang der Radialrich tung linear ausgebildet ist, wird die Neigung in Radialrichtung unvermeidbar Null.

Entsprechend kann das Lager so konstruiert sein, daß die Neigung der Taschenoberflä che nur in Umfangsrichtung unterdrückt wird, derart, um gleich oder weniger als 1,5/1000 mal die Größe der Rollenlänge zu betragen, wie dies beim zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben ist.

Darüber hinaus, im Fall, wo die Kontur der Taschenoberfläche entlang der Radialrich tung wie ein kreisförmiger Bogen ausgebildet ist, ist es schwierig, die Kontaktstellung zwischen der Taschenoberfläche und der Rollenoberfläche der Rolle zu bestimmen, ob etwas Neigung in Radialrichtung in der Taschenoberfläche präsent ist. Unter der An nahme des Typs der Rollenführung, gelangt jedoch die Rolle im unbelasteten Bereich immer sicher in Kontakt mit der Außenumfangsseite der Tasche. Das heißt, es wird an genommen, daß die Rolle im unbelasteten Zustand geführt wird, während sie im unbe lasteten Zustand gehalten wird, wenn die Neigung in ihrer Radialrichtung in diesem Ab schnitt präsent ist. Entsprechend, wird angenommen, daß die Neigung in Radialrichtung auch einen schlechten Einfluß auf das Verhalten der Rolle im unbelasteten Bereich hat, obwohl der schlechte Einfluß der Neigung in Radialrichtung geringer ist als der schlechte Einfluß der Neigung in Umfangsrichtung.

Entsprechend, in dem Fall, wo nicht nur die Neigung in Umfangsrichtung, sondern auch die Neigung in Radialrichtung darauf beschränkt ist, gleich zu sein oder weniger zu sein, als 1,5/1000 mal die Größe der Rollenlänge, wie dies beim dritten Aspekt der Erfindung beschrieben ist, kann das Unterdrücken des Schrägstellens oder dergleichen effizienter durchgeführt werden.

Darüber hinaus, gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, mit einer Linie, die parallel ist zur Zentrumsachse der Drehung des Lagers als Referenz ist, ist die Neigung festgelegt darauf, gleich zu sein oder weniger als 1,5/1000 mal die Größe der Länge der Rolle zu betragen. Bei dieser Struktur wird der gleiche Effekt wie im Fall erreicht, daß die beiden Neigungen in Umfangs- und Radialrichtungen festgelegt sind auf gleich oder weniger als 1,5/1000 mal die Größe einer Länge der Rolle.

Darüber hinaus, im Fall, wo die Kontur der Taschenoberfläche in Radialrichtung wie ein kreisförmiger Bogen ausgebildet ist, kann angenommen werden, daß der Einfluß auf das Fallen der Rolle durch die Differenz der Krümmungsradien des kreisförmigen Bo gens auftritt. Jedoch, ist die Neigung der Taschenoberfläche festgelegt auf gleich oder weniger als 1,5/1000 mal die Größe einer Länge der Rolle wie beim ersten Aspekt der Er findung, wobei der Einfluß des kreisbogenförmigen Bogens berücksichtigt wird.

Zum Beispiel ist hier ein Fall beschrieben, wo die Taschenoberfläche 4a um Δr nur in Radialrichtung mit Bezug auf Fig. 14 geneigt ist, die ein Beispiel darstellt, wo keine Nei gung in Radialrichtung vorgesehen ist. Angenommen, die Taschenoberfläche 4a liegt einer Linie gegenüber, die parallel zur Mittelachse der Drehung des Lagers an der Stelle P1 an einem Endabschnitt in Axialrichtung ist, liegt die Taschenoberfläche 4a der Linie an einer Stelle P2 an einer Stelle weit entfernt vom Endabschnitt um die Rollenlänge in Axialrichtung gegenüber. Das heißt, eine erhebliche Δx-Neigung in Umfangsrichtung bezüglich der Taschenoberfläche 4a ist entsprechend dem Biegeradius in Radialrich tung der Taschenoberfläche 4a erzeugt. Im ersten Aspekt der Erfindung ist die Neigung der Taschenoberfläche 4a im wesentlichen gleich oder weniger als 1,5/1000 mal so groß wie die Länge der Rolle, während eine erhebliche Neigung in Umfangsrichtung be rücksichtigt wird.

Das heißt, gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wird der zuvor genannte Einfluß durch den Krümmungsradius des kreisförmigen Bogens in Radialrichtung berücksichtigt, so daß die Neigung der Taschenoberfläche 4a gleich oder weniger als 1,5/1000 mal die Länge der Länge der Rolle sein kann.

Im übrigen, in dem Fall, wenn bezüglich des Rollens der Rolle nicht nur der Mittelab schnitt, sondern auch die gesamte Auflagefläche der Rolloberfläche entlang der Axial richtung linear ausgebildet ist, wird die zuvor genannte Funktion nicht nur verbessert, so daß jede Rolle sicherer durch die stützenseitige Oberfläche der Käfigtasche sicherer geführt wird, sondern auch, daß die Rolle selbst kaum durch eine Kraft beeinflußt wird, die erzeugt wird durch ein Schmiermittel (Öl, Schmiere, oder dergleichen) auf den Lauf bahnoberflächen, das die Position der Rolle stört.

Das heißt, wenn die Kontur der gesamten Rolloberfläche der Rolle linear ausgebildet ist, wird ein Ölfilm gleichmäßig auf der Rolle in Axialrichtung ausgebildet und der Effekt des Unterdrückens der Schrägstellung, etc., wird verbessert, so daß sich jede Rolle um ihre eigene Achse drehen kann und Umdrehungen in einer stabileren Position durchführen kann.

Durch diese Funktionen gemäß der vorliegenden Erfindung können sowohl Vibrationen, als auch Geräusche des Lagers, die durch die Änderung der Rollenstellung erzeugt werden, unterdrückt werden, wenn jede Rolle sich dreht.

Merkmale und Vorteile der Erfindung werden von der nachfolgenden detaillierten Be schreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, offensichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den beigefügten Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Lagers gemäß einer Ausführungsform der vorlie genden Erfindung, gesehen in Umfangsrichtung;

Fig. 2 eine teilweise vergrößerte Ansicht des Lagers gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gesehen in Axialrichtung;

Fig. 3 ist eine Ansicht zum Erklären der Kontur einer Rolle gemäß der Ausführungs form der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Ansicht zum Erklären der Kontur einer konventionellen Rolle;

Fig. 5 eine Ansicht in Umfangsrichtung zum Erklären der Neigung in Radialrich tung;

Fig. 6 eine Ansicht in Radialrichtung zum Erklären der Neigung in Umfangsrich tung;

Fig. 7 eine Graphik, die den Schalldruckpegel des Lagers basierend auf dem Ver hältnis der Neigungsstärke jeder Stütze des Käfigs im Verhältnis zur Rollen länge in einem ersten Beispiel darstellt;

Fig. 8 eine Graphik, die dem Schalldruckpegel des Lagers basierend auf dem Ver hältnis der Neigungsstärke jeder Stütze des Käfigs zur Rollenlänge in einem zweiten Beispiel darstellt;

Fig. 9 eine Graphik zum Erklären des Effekts basierend auf der Differenz der Länge des Linearabschnittes der Rolloberfläche der Rollen;

Fig. 10 eine Ansicht zum Erklären eines Nachteils aus dem Stand der Technik;

Fig. 11 eine Ansicht zum Erklären des Falls der Rollen bezüglich der Taschenober fläche;

Fig. 12 eine Graphik, die ein Ergebnis eines anderen Tests mit Bezug auf das erste Beispiel darstellt;

Fig. 13 eine Ansicht zum Erklären eines vierten Beispiels; und

Fig. 14 eine Ansicht zum Erklären einer Bewegung gemäß der vorliegenden Erfin dung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Die Konfiguration des Zylinderrollenlagers gemäß der vorliegenden Erfindung ist wie folgt. Wie in Fig. 1 dargestellt, die eine Schnittansicht gesehen in Umfangsrichtung ist, und wie in Fig. 2 dargestellt, die eine teilweise vergrößerte Ansicht in Axialrichtung ist, ist ein ringförmiger Käfig 3 zwischen einer inneren Laufbahn 1 und einer äußeren Laufbahn 2 angeordnet. Taschen 4 sind in dem Käfig 3 an vorher bestimmten Intervallen in Um fangsrichtung vorgesehen. Zylindrische Rollen 5 sind in den Taschen 4 jeweils aufge nommen.

Zum Beispiel ist der Käfig 3 ein aus Messing herausgearbeiteter Käfig. In den zuvor ge nannten Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 6 Stützen des Käfigs, das Be zugszeichen 7 Seitenplatten, die sich in Umfangsrichtung erstrecken; und 4a Oberflä chen der Taschen 4, welche den Rollen 5 in Umfangsrichtung gegenüberliegen (Ober fläche der Seiten der Stützen 6).

Die Kontur der Rolloberfläche jeder der zylindrischen Rollen 5 ist derart ausgestaltet, so daß ihr Mittelabschnitt linear und parallel zur Achse ausgebildet ist, um einen geraden Abschnitt 5a zu bilden, und jeder ihrer linken und rechten Seiten 5b ist wie eine ballige Form (oder sich verjüngend) ausgebildet, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Das heißt, die Kontur der Oberfläche jeder der zylindrischen Rollen 5 bei dieser Ausführungsform ist so ausgebildet, daß der Mittelabschnitt der vollständig balligen Form, wie in Fig. 4 dar gestellt, derart geschnitten ist, um flach zu sein.

Darüber hinaus, die Neigung jeder der Stützen 6 ist so eingestellt, daß relativ zu den Umfangs- und Radialrichtungen die Neigung eines Abschnittes jeder Tasche 4 des Kä figs 3 den Rollen 5 in Umfangsrichtung gegenüberliegt, d. h., die Neigung jeder Oberflä che 4a (auf der Seite der Stütze 6), gegen die die Rolle gedrückt wird, ist derart festge legt, um gleich oder geringer als 1,5/1000 mal so groß wie die Rollenlänge L zu sein.

Das heißt, angenommen, daß Δr die Größe der Radialneigung jeder der Stützen 6 (die Länge eines Segments ab, welches die Größe des radialen Versatzes der Position der Rollenlänge L jeder Tasche 4 von einem Bezugspunkt c auf der Käfigseitenplatten 7 in der Käfigtasche 4 darstellt), wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, die eine typische Ansicht in Umfangsrichtung ist, und daß Δθ die Umfangsneigungsgröße jeder der Stützen 6 (die Länge eines Segments d, welches die Größe des Versatzes in Umfangsrichtung der Position der Rollenlänge L jeder Tasche 4 von einem Bezugspunkt f auf einer der Käfig seitenplatten 7 in der Käfigtasche 4 darstellt), wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, welche ei ne Vergrößerungsdraufsicht in Umfangsrichtung gesehen ist. Dann, wird das maschinel le Bearbeiten so durchgeführt, daß jede der Größen der Radial- und Umfangsneigungen Δr und Δθ derart festgelegt ist, um gleich oder weniger als 1,5/1000 mal die Größe der Rollenlänge L zu betragen.

Hier, können die obigen Radial- und Umfangsneigungen bestätigt werden, z. B. durch Messen jedes relativen Versatzes in Radialrichtung und in Umfangsrichtung zwischen rechten und linken Seitenplatten 7, 7, die in Axialrichtung einander gegenüberliegen.

Wie in Fig. 3 dargestellt, ist bei dem zuvor genannten Zylinderrollenlager der gesamte gerade Abschnitt 5a der Rollenoberfläche jeder der zylindrischen Rollen 5 relativ derart belastet, um in Kontakt mit der Oberfläche 4a der Tasche 4 auf der Seite der Stütze 6 in Kontakt zu gelangen, so daß die Rolle 5 sich dreht, während die Position der Rolle 5 automatisch eingestellt wird, so daß sie eine Position entlang der Oberfläche 4a der Ta sche 4 einnimmt, gegen die die Rolle 5 gedrückt wird. Darüber hinaus, da die Neigung der Oberfläche 4a der Tasche 4, gegen die die Rolle 5 gedrückt wird, unterdrückt wird, um gleich oder weniger als 1,5/1000 mal die Größe der Rollenlänge L, wie oben be schrieben, zu sein, ist die Rolle 5 immer unter Kontrolle, um die Neigung zu reduzieren. Entsprechend, bewegt sich die Rolle 5 im unbelasteten Bereich in einer stabilen Roll position.

Als ein Ergebnis können sowohl Vibrationen, als auch Geräusche des Lagers, die durch das Ändern der Rollenposition erzeugt werden, unterdrückt werden, wenn die Rolle sich dreht.

Hier, da die Länge des geraden Abschnittes 5a zunimmt, vergrößert sich der Rollen oberflächenabschnitt der Rolle 5, welcher geführt wird, während er in Kontakt mit der Tasche 4 gebracht wird, so daß die Drehstellung der Rolle 5 stabiler wird.

Darüber hinaus, in dem geraden Abschnitt 5a in der Rollenoberfläche der Rolle 5 wird ein Ölfilm entlang der Axialrichtung dazu gebracht, einheitlich zu sein. Entsprechend ist der Einfluß der Kraft, welche auf die Rolle 5 selbst durch das Schmiermittel (Öl, Schmierfett oder dergleichen) auf die Laufbahnoberflächen aufgebracht wird, und wel cher die Stellung der Rolle 5 stören könnte, reduziert.

Durch diese Effekte können sowohl Vibrationen, als auch Geräusche des Lagers, die durch das Ändern der Stellung der Rolle 5 erzeugt werden, unterdrückt werden, wenn die Rolle 5 sich dreht.

Darüber hinaus, gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Beschränkung durch den Käfigs 3 auf die Rolle 5 sicher und sanft übertragen. Entsprechend, ist es selbstverständ lich, daß sowohl eine Zunahme des Drehmoments des Lagers, als auch abnormale Ab nutzung des Käfigs 3 verhindert werden. Darüber hinaus, kann die vorliegende Erfin dung auf vielfältige Lagerungsspezifikationen angewendet werden, da es keine Be schränkung gibt, die durch das Führungsverfahren des Käfigs 3 auferlegt wird.

Obwohl die zuvor genannte Ausführungsform den Fall darstellt, wo ein maschinell aus Messing bearbeiteter Käfig als Käfig 3 verwendet wird, ist es selbstverständlich, daß ein Plastikkäfig, ein durch Preßbearbeitung hergestellter Käfig oder dergleichen verwendet werden kann. Das Material und die Form des Käfigs sind nicht speziell beschränkt. Dar über hinaus, ist die Form des Käfigs nicht auf den integrierten oder getrennten Typ be schränkt. Der Effekt niedriger Vibrationen und niedrigen Geräusches kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung erhalten werden.

Obwohl der Querschnitt jeder der Stützen 6 in dem Käfig 3 bei dieser Ausführungsform gesehen in Axialrichtung derart ausgebildet ist, um kreisbogenförmig zu sein, um die Rolle 5 entlang ihrer Radialrichtung zu umfassen, ist es selbstverständlich, daß die Querschnittsform nicht auf eine solche Form speziell beschränkt ist, und der gleiche Ef fekt erhalten werden kann durch jede andere Gestaltung.

Insbesondere in dem Fall, wo der stützenseitige Abschnitt der Käfigtasche 4, die sich in Kontakt mit der Rolle 5 befindet, linear in Radialrichtung ausgebildet ist, wird die erhebli che radiale Neigung der Taschenoberfläche 4a eliminiert (wird Null) unabhängig von der Größe der Radialneigung Δr jeder Stütze, die die Taschenoberfläche 4a bildet, wenn sie sich in Kontakt mit der Rolle 5 befindet. Entsprechend, wenn nur die Umfangsneigung Δθ der Stütze so eingestellt wird, um gleich oder geringer zu sein als 1,5/1000, kann der Effekt der vorliegenden Erfindung sicher erhalten werden. Das heißt, der Käfig, der den zuvor genannten Effekt aufweist, kann einfach hergestellt werden.

Darüber hinaus, in dem Fall, wo die Querschnittsform jeder Stütze 6 des Käfigs 3 dieser Ausführungsform gleich einem kreisbogenförmigen Bogen ist, der die Rolle 5 entlang ih rer Radialrichtung gesehen in Axialrichtung umfaßt, kann die Neigung eines Abschnittes der Käfigtasche 4, die sich in Kontakt mit der Rolle 5 befindet, auf 1,5/1000 mit Bezug auf eine Linie parallel zur Mittelachse der Drehung des Lagers eingestellt werden.

In diesem Fall wird die erhebliche Neigung berechnet durch Abnehmen der Krüm mungsradien an einem Abschnitt (Taschenoberfläche) der Käfigtasche 4, die sich in Kontakt mit der Rolle 5 befindet. Diese wesentliche Neigung ist gleich oder geringer als 1,5/1000.

In diesem Fall hat die Neigung in Umfangsrichtung sicherer einen schlechten Einfluß auf den Fall der Rolle 5. Entsprechend, in dem Fall, wo nur eine der Umfangs- und Radial neigungen unterdrückt werden soll, wird die Umfangsneigung vorzugsweise unterdrückt.

Im übrigen, in dem Fall, wo die Querschnittsform jeder Stütze 6 des Käfigs 3 gleich ei nem kreisförmigen Bogen ist, der die Rolle 5 entlang ihrer Radialrichtung gesehen in Axialrichtung umfaßt, kann vorgesehen sein, daß ein Abschnitt der Tasche 4 des Käfigs 3, der der Rolle 5 in Umfangsrichtung gegenüberliegt, d. h., die Oberfläche 4a (Ober fläche der Seite der Stütze 6), gegen die die Rolle 5 gedrückt wird, aggressiv in Um fangsrichtung und Radialrichtungen geneigt ist, und das Verhältnis zwischen der Stärke der Neigung in Umfangsrichtung und Radialrichtung so eingestellt ist, daß die Neigung in Umfangsrichtung der Kontur entlang der Axialrichtung in einem Abschnitt sich in Kontakt mit der Rollenoberfläche der Rolle befindet, die so gestaltet ist, daß sie gleich oder weniger als 1,5/1000 mal so groß wie die Rollenlänge ist, um dabei die gleiche Funktion wie in der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Es besteht jedoch ein Problem, daß die Umdrehungsrichtung des Lagers auf eine Richtung beschränkt ist, oder daß ein Bearbeiten des Käfigs schwierig ist.

Im übrigen kann die Erfindung gemäß der Veröffentlichung des japanischen Patents Nr. Hei. 9-291942 in Kombination mit jeder oder aller Ausführungsformen wie folgt verwen det werden. Angenommen, D ist der Durchmesser einer Käfigumfangsoberfläche, die eine der inneren und äußeren Umfangsoberflächen eines axialen Endabschnittes des Käfigs 3 ist. Angenommen, H ist eine ringförmige Lücke, zwischen der zuvor genannten Käfigumfangsoberfläche und einer Laufbahnumfangsoberfläche, welche eine der Innen randdurchmesseroberfläche der äußeren Laufbahn 2 und der Außenranddurchmesser oberfläche der inneren Laufbahn 1 ist. Angenommen, A sei die axiale Länge der zuvor genannten Käfigumfangsoberfläche. Angenommen, B sei die Axiallänge der zuvor ge nannten Laufbahnumfangsoberfläche. Dann, kann der Käfig 3 derart konfiguriert wer den, um die Bedingung 1,5×10^-3.D≦H≦9,0×10³.D und 0,6≦A/B≦1,0 zu befriedi gen, um dabei sowohl ein Unterdrücken des Quietschgeräusches, als auch der Redukti on des Schalldruckpegels des Käfiggeräusches stärker zu unterdrücken.

Als erstes Beispiel wird ein Test zum Feststellen des Rotationsgeräusches, der durchge führt wurde, um den Betrieb und den Effekt der vorliegenden Erfindung zu bestätigen, nachfolgend beschrieben.

In dem ersten Beispiel wurde der Test an einem Zylinderrollenlager NU218 durchge führt. Hier, betrugen bei einer Hauptgröße des Lagers der (Innenlaufbahn) innere Durchmesser, der (äußere Laufbahn) äußere Durchmesser und die Breite des Lagers jeweils ∅90 mm, ∅160 mm und ∅30 mm.

Jede Rolle 5, die ein Rollelement war, hatte einen Durchmesser von ∅19 mm und eine Länge L von 20 mm. In Bezug auf die Form der Rolloberfläche wurden zwei Typen von Rolloberflächen wie folgt vorbereitet. Ein Typ A (auf dem sich als teilweise ballige Form bezogen wird) wird ausgebildet, so daß der axiale Mittelabschnitt der Rolle 5 mit einem geraden Abschnitt 5a ausgebildet war (ungefähr die Hälfte der Rollenlänge) und eine ballige Krümmung auf die beiden einander gegenüberliegenden Seiten 5b aufgebracht wurde. Der andere Typ B wurde in einer Form mit vollständig balliger Form ausgebildet, bei welcher die ballige Form auf die gesamte Rollenlänge aufgebracht wurde.

Käfig 3 war einer vom Typ des maschinell hergestellten Käfigs (Kugelführungsver fahren) aus Messing. Mit Bezug auf die Größen der Radial- und Umfangsneigungen Δr und Δθ der Seitenoberfläche 4a der Stütze 6 jeder der Taschen 4 in dem Käfig 3, wur den vier Typen von Käfigen vorbereitet, d. h., Käfige, bei welchen jede von ab und de in Fig. 5 und 6 gleich war oder weniger als ungefähr 60 µm, Käfige, bei welchen jeweils ab und de gleich oder weniger als ungefähr 40 µm waren, Käfige, bei welchen jeweils ab und de gleich oder weniger als ungefähr 25 µm waren, und Käfige, bei welchen jeweils ab und de gleich oder weniger als 10 µm waren, wurden vorbereitet. Hier wurden die Stärke der Neigungen der Stützen 6 mit einem dreidimensionalen Meßinstrument ge messen.

In dem Test wurden ein und dieselbe Innenlaufbahn 1 und ein und dieselbe Außenlauf bahn 2 einheitlich für alle Lager verwendet. Während die zuvor genannten beiden Ty pen von Rollen 5, deren Rolloberflächenform unterschiedlich war, und die zuvor ge nannten vier Typen von Käfigen 3 in Kombination miteinander verwendet wurden, wurde der Test zweimal pro Kombination durchgeführt (16 mal insgesamt).

Die Testbedingungen waren wie folgt. Die Bewertung des Geräusches basierte auf dem Wert für den Schalldruckpegel, der erhalten wurde durch Verwendung eines Frequenz analysers (FFT), als das Geräusch, das zum Zeitpunkt des Drehens der Rollen durch ein Mikrophon aufgenommen wurde.

Bedingungen:
Drehzahl: 1200 U/min
Schmierung: Fettschmierung
Radiallast: 150 kgf
Messung Frequenzbereich: 0-10 kHz.

Die Ergebnisse des Tests sind in Fig. 7 dargestellt. Die horizontale Achse zeigt die Ver hältnisse (Δr/L, Δθ/L) der Neigungsgröße der Käfigstütze 6 zur Rollenlänge L. Die verti kale Achse zeigt den gemittelten Schalldruckpegel zu dem Zeitpunkt des Testens im Vergleich zu dem Fall, wo der Rollentyp A verwendet wurde im Vergleich zu dem Fall, wo Rollentyp B verwendet wurde.

Es ist von Fig. 7 offensichtlich, daß in dem Fall, wo die Rollen 5 vom A-förmigen Typ (teilweise ballig) waren, der Schalldruckpegel schnell zunahm, wenn die Neigungsstärke (Δr, Δθ) jeder Stütze 6 des Käfigs 3 von 25 µm (Δr/L, Δθ/L 0,00125) auf 40 µm zu nahm (Δr/L, Δθ/L 0,002).

Auf der anderen Seite ist es offensichtlich, daß in dem Fall, wo die Rollen 5 vom B- förmigen Typ waren (vollständig ballig) der Schalldruckpegel sich nicht so stark verän dert hat entsprechend der Neigungsgröße (Δr, Δθ) jeder Stütze 6 des Käfigs, d. h., der Schalldruckpegel war immer noch hoch, sogar wenn die Größe der Neigung der Stütze 6 so festgelegt wurde, daß sie so klein war wie bei der vorliegenden Erfindung.

Darüber hinaus, in dem Fall, wo die Rollen 5 des B-förmigen Typs montiert wurden, hat der Schalldruckpegel zum Zeitpunkt des Testens stark fluktuiert (nicht dargestellt).

Wie oben beschrieben, ist es bei den Zylinderrollenlagern, bei welchen Rollen 5 jeweils einen geraden Abschnitt 5a als einen Abschnitt der Rolloberfläche in der Rolle aufwei sen, ist es offensichtlich, daß der Pegel des erzeugten Schalldrucks reduziert werden kann mit der Stärke der Neigung (Δr, Δθ) jeder Stütze 6 des Käfigs 3.

Darüber hinaus ist es offensichtlich von diesem Test, daß der Effekt des Reduzierens des Schalldruckpegels insbesondere erhalten werden kann, wenn sowohl die Verhält nisse (Δr/L, Δθ/L) der Neigungsgrößen (Δr, Δθ) jeder Stütze 6 des Käfigs zur Rollenlänge L auf einen Wert festgelegt werden, der gleich oder weniger ungefähr 0,0015 beträgt (experimentell ist der Schalldruckpegel stark reduziert, wenn jedes der Verhältnisse 0,00125 beträgt).

Der Grund für die zuvor genannte Tatsache kann wie folgt betrachtet werden. Bei den Lagern, in denen Rollen 5, die jeweils einen geraden Abschnitt 5a in ihrer Rolloberfläche aufwiesen, montiert wurden, konnte sowohl die Schrägstellung jeder Rolle 5 bezüglich der Umfangsrichtung als auch das Kippen der Rolle 5 bezüglich der Radialrichtung un terdrückt werden. Entsprechend könnten die Rollen 5, die durch den Käfig 3 im unbela steten Bereich geführt werden, sich um ihre eigenen Achsen drehen und Umdrehungen in einer stabilen Position durchführen, so daß der Schalldruckpegel der Lager reduziert wurde.

Im Gegensatz dazu, bei Rollen 5, die jeweils eine vollständige ballige Form in ihrer Rolloberfläche aufweisen, konnten die Rollen 5 im unbelasteten Bereich sich kaum um ihre eigenen Achsen drehen und kaum Umdrehungen in einer stabilen Position durch führen, da es keinen geraden Abschnitt sogar in dem Fall gab, wo die Stärke der Nei gung (Δr, Δθ) jeder Stütze 6 des Käfigs 3, die die Rollen führen, kleiner ausgeführt wur den. Es kann daher festgestellt werden, daß der Schalldruckpegel der Lager nicht redu ziert wurde. Es kann weiterhin festgestellt werden, daß der Schalldruckpegel zum Zeit punkt des Testens stark fluktuierte.

Darüber hinaus, wurde ein anderer Test unter den gleichen Bedingungen durchgeführt, die oben beschrieben wurden, mit der Ausnahme, daß Schmieröl verwendet wurde zum Schmieren anstellen von Fettschmierung. Fig. 12 zeigt sein Ergebnis.

Es wird festgestellt aus Fig. 12, daß das gleiche Testergebnis (Abnahme des Schall druckpegels oder dergleichen) erreicht werden kann durch Lager, die einen Käfig ge mäß der vorliegenden Erfindung verwenden, nicht von der Art der Schmierung abhängt, z. B., sogar wenn Schmieröl für das Schmieren verwendet wurde.

Darüber hinaus, kann von den beiden Graphiken auf der rechten Seite (vorliegende Er findung) jeweils in den Fig. 7 und 12 festgestellt werden, daß es möglich ist, die Diffe renz der Schalldruckpegel zu reduzieren, die aufgetreten ist durch den Unterschied der Art des Schmierens in einem Zustand, in dem zumindest ein gerader Abschnitt 5a in der Rolloberfläche der Rolle 5 basierend auf der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.

Im übrigen, obwohl dies hier nicht detailliert beschrieben ist, kann dieses Beispiel wie folgt ausgeführt werden. Angenommen, D sei der Durchmesser der Käfigumfangsober fläche, die eine der inneren und äußeren Umfangsoberflächen eines axialen Endab schnittes des Käfigs ist. Angenommen, H sei die ringförmige Lücke zwischen der zuvor genannten Käfigumfangsoberfläche und einer Laufbahnumfangsoberfläche, welche ei ner Innenranddurchmesseroberfläche der Außenlaufbahn und der Außenranddurch messeroberfläche der Innenlaufbahn entspricht. Angenommen, A sei die axiale Länge der zuvor genannten Käfigumfangsoberfläche. Angenommen, B sei die axiale Länge der zuvor genannten Laufbahnumfangsoberfläche. Dann sind die Beziehungen H = 5,0×10^-3 und A/B = 0,9 erfüllt.

Darüber hinaus, obwohl nicht dargestellt, wurde ein Vergleich durchgeführt mit einem Käfig (konventionell maschinell bearbeiteter Käfig), bei welchem die Werte für H und A/B nicht innerhalb des Bereichs der Ansprüche lagen. Als ein Ergebnis wurde der Ef fekt des Reduzierens des Schalldruckpegels (inklusive des Käfiggeräusches) um unge fähr 3 dB im Durchschnitt reduziert.

Nebenbei gesagt war der Käfig, der für den Bestätigungstest diesmal verwendet wurde vom Typ des integralen Rollenführens, der in der Lage war, derart hergestellt zu wer den, so daß die Genauigkeit des Falls jeder Stütze des Käfigs relativ optimal war.

Ein zweites Beispiel wird nachfolgend beschrieben.

In dem zweiten Beispiel wurde ein Test an einem Zylinderrollenlager NU322 durchge führt, das eine relativ große Größe hatte.

Die Hauptgröße des Lagers, der (Innenlaufbahn) Innendurchmesser, der (Außenlauf bahn) äußere Durchmesser und die Breite des Lagers waren jeweils ∅110 mm, ∅240 mm und 50 mm.

Jede zylindrische Rolle 5 wies einen Durchmesser von ∅32 mm und eine Länge L von 32 mm in der gleichen Weise wie beim ersten Beispiel auf. Bezüglich der Form der Rolloberfläche, wurden zwei Typen von Rolloberflächenformen vorbereitet wie folgt. Ein Typ A (auf den Bezug genommen wird als teilweise ballige Form) wurde derart ausge staltet, so daß eine ballige Form auf den einander gegenüberliegenden Endseiten jeder Rolle aufgebracht wurde, während ein gerader Abschnitt (ungefähr die Hälfte der Rollen länge) im axialen Mittelabschnitt der Rolle verblieb. Der andere Typ B wurde mit einer vollständig balligen Form ausgebildet, bei welcher die ballige Form auf die gesamte Rollenlänge aufgebracht wurde.

Der Käfig 3 war ein maschinell hergestellter Käfig (Außenlaufbahn 2 Führungsverfahren) aus Messing. Bezüglich der Radial- und Umfangsneigungsstärken Δr und Δθ der Ober fläche 4a auf der Seite der Stütze 6 jeder Tasche 4 in Käfig 3, wurden vier Typen von Käfigen 3 vorbereitet, d. h., Käfige, in welchen jeweils ab und de in den Fig. 5 und 6 gleich waren oder weniger als ungefähr 90 µm betrugen, Käfige, in welchen jeweils ab und de gleich oder weniger als ungefähr 70 µm betrugen, Käfige, bei welchen jeweils ab und de gleich oder weniger als ungefähr 50 µm betrugen, und Käfige, in welchen jeweils ab und de gleich oder weniger als ungefähr 30 µm betrugen, wurden vorbereitet. Hier wurden die Neigungsstärken der Stütze 6 mit einem dreidimensionalen Meßinstrument gemessen.

In dem Test wurden ein und die gleiche Innenlaufbahn 1 und ein und die gleiche Außen laufbahn 2 gemeinsam für alle Lager verwendet. Während die zuvor genannten zwei Typen von Rollen 5, die unterschiedliche Rolloberflächenformen aufweisen, und die zu vor genannten vier Typen von Käfigen 3 in Kombination verwendet wurden, wurde der Test zweifach pro Kombination durchgeführt (16 mal insgesamt). Die Testbedingungen waren wie folgt. Im übrigen wurde die Geräuschbewertung in der gleichen Weise wie im ersten Beispiel ausgeführt.

Bedingungen:
Drehzahl: 1000 U/min
Schmierung: Fettschmierung
Radialbelastung: 150 kgf
Meßfrequenzbereich: 0-10 kHz.

Die Ergebnisse des Tests sind in Fig. 8 dargestellt. Die horizontale Achse zeigt die Ver hältnisse (Δr/L, Δθ/L) der Neigungsstärken jeder Stütze 6 des Käfigs 3 zur Rollenlänge L. Die vertikale Achse zeigt den gemittelten Schalldruckpegel zu dem Zeitpunkt des Te stens im Vergleich mit dem Fall, wo die Rolle vom Typ A verwendet wurde im Vergleich, mit dem Fall, wo die Rolle vom Typ B verwendet wurde.

Es ist von Fig. 8 offensichtlich, daß in dem Fall, wo die Rollen 5 vom A-förmigen Typ (teilweise ballig) waren, der Schalldruckpegel schnell zunimmt, wenn die Neigungsstärke (Δr, Δθ) jeder Säule 6 des Käfigs 3 von 50 µm (Δr/L, Δθ/L 0,0015) auf 70 µm zunimmt (Δr/L, Δθ/L 0,0022).

Auf der anderen Seite, in dem Fall, wo die B-förmigen Rollen 5 (vollständig ballig) mon tiert werden, wird der Schalldruckpegel nicht so stark geändert entsprechend der Nei gungsstärke (Δr, Δθ) jeder Säule 6 des Käfigs 3, d. h., der Schalldruckpegel ist hoch, so gar wenn die Neigungsstärke der Säule 6 klein ist. Darüber hinaus, in dem Fall, wo die Rollen vom Typ der B-Form 5 montiert werden, hat der Schalldruckpegel zum Zeitpunkt des Testens stark fluktuiert (nicht dargestellt).

Wie oben beschrieben, wurde auch bei den relativ großen Zylinderrollenlagern, in wel chen Rollen 5 jeweils einen geraden Abschnitt 5a zumindest in ihrer Rolloberfläche auf weisen, montiert wurden, bestätigt, daß der Pegel des Schalldrucks, der erzeugt wurde, reduziert werden kann mit der Neigungsstärke (Δr, Δθ) jeder Säule 6 des Käfigs 3. Es ist offensichtlich von diesem Test, daß der Effekt des Reduzierens des Schalldruckpegels insbesondere erreicht werden kann, wenn die beiden Verhältnisse (Δr/L, Δθ/L) der Nei gungsstärken (Δr, Δθ) jeder Säule 6 des Käfigs zur Rollenlänge L derart festgelegt ist, um gleich oder weniger als ungefähr 0,0015 zu betragen.

Im übrigen kann die Funktion und dergleichen ausgelassen werden, da angenommen wird, daß die Funktion, oder dergleichen, die gleich ist, wie in dem Test für das erste Beispiel.

Ein drittes Beispiel wird nachfolgend beschrieben.

Der Test des dritten Beispiels wurde vorgesehen, um den Effekt in dem Fall, wo jede der Rolloberflächen linear über die gesamte Länge der Rolloberfläche linear bei den effek tivsten Kombinationen der Tests der ersten und zweiten Beispiele ausgebildet ist, zu bestätigen.

Das heißt, in einem Lager des ersten Beispiels, in welchem jede der Rollen 5 eine teil weise ballige Rolloberfläche aufwies und die Neigungsstärke (Δr, Δθ) jeder Säule 6 des Käfigs 3 gleich oder weniger als ungefähr 10 µm betrug, wurden bei einem Lager des zweiten Beispiels, bei den jede der Rollen 5 eine teilweise ballige Rolloberfläche aufwies und die Neigungsstärke (Δr, Δθ) jeder Stütze 6 des Käfigs 3 gleich oder weniger als un gefähr 30 µm betrug, die Rollen 5 durch Rollen 5 ausgetauscht, die jeweils eine Roll oberfläche aufwiesen, die linear über die gesamte Länge der Rolloberfläche ausgebildet war (auf die als vollständig gerade Form Bezug genommen wird). Dann wurde der Test durchgeführt. Im übrigen wurden die gleichen inneren und äußeren Laufbahnen wie die montiert, die in jedem Test verwendet wurden.

Fig. 9 zeigt die Ergebnisse des Test im Vergleich des Lagers, das den Typ Rollen mit vollständig gerader Form verwendet, zu dem Lager, das die Rollen vom teilweise balli gen Typ verwendet.

Im übrigen wurden die Testbedingungen und die Schallermittlung so festgelegt, um die gleiche zu sein, wie die bei den ersten und zweiten Beispielen.

Die Testbedingung war wie folgt. NU218 wurde als Testlager verwendet. Eine Rolle, die einen Durchmesser von ∅19 mm und eine Länge L von 20 mm aufwies, wurde als Rolle 5 verwendet, die die Rollelemente waren. Die teilweise gekronte Form, bei welcher der axiale Mittelabschnitt der Rolle 5 als gerader Abschnitt 5a (ungefähr 1/2 mal die Länge der Rollenlänge), und bei welcher die ballige Form auf jede der gegenüberliegenden Endseiten 5b angebracht wurde, wurde als Form der Rolloberfläche der Rolle verwen det.

Darüber hinaus wurde die Drehzahl des Lagers auf 1500 U/min festgelegt und die radia le Last auf 150 Kgf.

Bei diesem Ergebnis ist es offensichtlich, daß der Geräuschreduzierungseffekt gemäß der vorliegenden Erfindung nicht durch die Viskosität des Schmieröls beeinflußt wurde. Darüber hinaus ist es offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung, bei welcher die Stärke des Falls jeder Käfigstütze ungefähr 10 µm beträgt, eine Geräuschreduzierung um einen Wert von ungefähr 9 dB bis ungefähr 10 dB erreichen kann, verglichen mit dem Vergleichsbeispiel, bei welchem die Stärke des Falls jeder Käfigstütze ungefähr 40 µm beträgt.

Im übrigen, obwohl nicht dargestellt, wird bestätigt, daß der Vibrationspegel die gleiche Tendenz wie der Geräuschpegel aufweist, d. h., niedrigere Vibrationen werden in dem Fall erhalten, wo die Stärke des Falls jeder Käfigstütze ungefähr 10 µm beträgt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können Rollen, die durch den Käfig in einem unbe lasteten Bereich geführt werden, um sich ihre eigenen Achsen jeweils drehen und die Umdrehungen stabiler machen. Das heißt, dies unterstützt jede Rolle, die in einem La ger benutzt wird, in einer geometrisch idealen Position sich zu bewegen. Entsprechend können sowohl die Neigung (Schrägstellung) der Rolle bezüglich der Umfangsrichtung und die Neigung (Kippen) der Rolle mit Bezug auf die Radialrichtung unterdrückt wer den.

Es ist offensichtlich von Fig. 9, daß in jedem Lager der Schalldruckpegel im Fall, wo die Rolloberfläche der Rolle 5 eine vollständig gerade Form aufweist, reduziert ist, um einen Grad von ungefähr 3 dB bis ungefähr 4 dB im Vergleich mit dem Fall, wo die Rollober fläche der Rolle 5 eine teilweise ballige Form aufweist.

Der Grund für dieses kann wie folgt erachtet werden. Zusätzlich zur Funktion (das Erhal ten des sicheren Führens durch den Käfig 3) in den Tests der ersten und zweiten Bei spiele, können die Rollen sich um ihre eigenen Achsen drehen und Umdrehungen in ei ner stabileren Position ausführen, sogar gegen den Einfluß des Schmiermittels (Öl, Schmierfett oder dergleichen) auf jeder Rolle selbst, da, z. B., ein Ölfilm dazu neigt, gleichmäßig auf jeder Rolle 5 in Axialrichtung aufgebracht zu werden, so daß der Effekt des Unterdrückens des Schrägstellens oder dergleichen hoch ist.

Von den zuvor genannten Ergebnissen ist es offensichtlich, daß der Schalldruckpegel des Lagers stärker reduziert wird, wenn der Linearabschnitt länglich ist, so daß eine vollständig gerade Form erreicht wird, im Vergleich zu dem Fall der teilweise balligen Form.

Ein viertes Beispiel wird nachfolgend beschrieben.

Dieses Beispiels ist vorgesehen zum Bewerten des Einflusses der Viskosität des Schmieröls auf den Schalldruckpegel.

Unter den nachfolgenden Testbedingungen wurde ein Käfig vorbereitet, der derart ma schinell bearbeitet war, daß die Stärke des Falls jeder Säule ungefähr 10 µm (Neigung: 0,5/1000) gemäß der vorliegenden Erfindung betrug, und ein Käfig, der derart maschi nell bearbeitet wurde, daß die Stärke des Falls jeder Säule ungefähr 40 µm (Neigung: 20/1000) außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung lag. Während die anderen Bedingungen gemeinsam waren, wurde der Schalldruckpegel mit jedem Schmieröl ge messen.

Fig. 13 zeigt ein Ergebnis der Messung.

Entsprechend gibt es einen Effekt, daß sowohl die Vibration und das Geräusch des La gers, das durch das Verändern der Rollenstellung hervorgerufen wird, wenn die Rolle sich dreht, unterdrückt werden kann.

Hier, gemäß der vorliegenden Erfindung werden sowohl eine Zunahme des Drehmo ments des Lagers, als auch ab normale Abnutzung des Käfigs verhindert, da die Be grenzung durch den Käfig auf die Rollen sicher und sanft erfolgt. Darüber hinaus, kann die vorliegende Erfindung auf Lager mit einer breiten Spezifikation angewendet werden, da es keine Begrenzung gemäß des Führungsverfahrens des Käfigs gibt.

Insbesondere durch Einstellen der Umfangsneigung eines Abschnittes jeder Tasche des Käfigs, der der Rolle in Umfangsrichtung gegenüberliegt, derart, daß sie gleich oder weniger als 1,5/1000 so groß wie die Rollenlänge ist, ist es möglich, den gleichen Effekt wie oben beschrieben zu erhalten. Insbesondere ist diese Erfindung effektiv in dem Fall, wo die Kontur eines Abschnittes, der der Rolle in Umfangsrichtung gegenüberliegt, line ar entlang der Radialrichtung ausgebildet ist.

Obwohl die Erfindung in ihrer bevorzugten Form mit einem bestimmten Grad an Genau igkeit erläutert wurde, wird angemerkt, daß die vorliegende Offenbarung der bevorzug ten Form geändert werden kann in den Konstruktionsdetails und in der Kombination und der Anordnung der Teile, ohne den Geist und den Rahmen der Erfindung zu verlassen, die nachfolgend beansprucht wird.

Die gesamte Offenbarung jeder einzelnen ausländischen Patentanmeldung, die von der ausländischen Priorität profitiert, wurde in der vorliegenden Erfindung beansprucht und wird hiermit als Referenz eingebracht, als wenn sie vollständig fortgeführt worden wäre.

Claims

1. Zylindrisches Rollenlager mit:
einem Käfig, der Taschen aufweist; und
Rollen, die in den Taschen aufgenommen sind, wobei jede der Rollen eine Roll oberfläche aufweist, wobei eine Kontur der Rolloberfläche entlang einer Richtung einer Achse der Rolle zumindest einen Mittelabschnitt aufweist, der linear parallel zur Achse ausgebildet ist,
bei welcher jeder der Taschen so ausgebildet ist, daß eine Neigung eines Ab schnittes der Tasche gegenüberliegend der Rolloberfläche der Rolle bezüglich ei ner Linie parallel zur Mittelachse der Drehung des Lagers derart festgelegt ist, um gleich oder weniger als 1,5/1000 mal so groß wie die Länge der Rolle zu sein.

2. Zylindrisches Rollenlager mit:
einem Käfig, der Taschen aufweist; und
Rollen, die in den Taschen aufgenommen sind, wobei jede der Rollen eine Roll oberfläche aufweist, wobei eine Kontur der Rolloberfläche entlang einer Richtung einer Achse der Rolle zumindest einen Mittelabschnitt aufweist, der linear parallel zur Achse ausgebildet ist,
bei welcher jede der Taschen so ausgebildet ist, daß eine Neigung eines Abschnit tes der Tasche gegenüberliegend zur Rolle in Umfangsrichtung derart festgelegt ist, um gleich oder weniger als 1,5/1000 mal so groß wie die Länge der Rolle zu sein.

3. Zylindrisches Rollenlager mit:
einem Käfig, der Taschen aufweist; und
Rollen, die in den Taschen aufgenommen sind, wobei jede der Rollen eine Roll oberfläche aufweist, wobei eine Kontur der Rolloberfläche entlang einer Richtung einer Achse der Rolle zumindest einen Mittelabschnitt aufweist, der linear parallel zur Achse ausgeführt ist,
bei welcher ein Abschnitt der Tasche der Rolle gegenüberliegt in Umfangsrichtung, und jede der Taschen so ausgebildet ist, daß Neigungen des Abschnittes der Ta sche in Umfangsrichtung und in einer Radialrichtung so festgelegt ist, um gleich oder weniger als 1,5/1000 mal so groß wie die Länge der Rolle zu sein.