DE212014000033U1 - Kegelrollenlager - Google Patents

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Abstract

Kegelrollenlager, umfassend:
einen Innenring mit einer kleinen Rippe auf einer Seite mit kleinem Durchmesser, wobei die Außenumfangsfläche des Innenrings mit einer konischen Innenring-Laufbahnfläche ausgebildet ist,
einen Außenring, dessen Innenumfangsfläche mit einer konischen Außenring-Laufbahnfläche ausgebildet ist,
zahlreiche Kegelrollen, die am Umfang rollfähig zwischen der Innenring-Laufbahnfläche und der Außenring-Laufbahnfläche angeordnet sind, und
einen Käfig zum Halten der Kegelrollen durch zahlreiche Taschen, die zwischen einem Ringteil einer Seite mit großem Durchmesser und einem Ringteil einer Seite mit kleinem Durchmesser in einer axialen Richtung angeordnet sind, und zahlreiche Stabteile, welche den Ringteil der Seite mit großem Durchmesser und den Ringteil der Seite mit kleinem Durchmesser axial verbinden und umfänglich mit einer im Wesentlichen gleichen Distanz ausgebildet sind,
wobei ein Wert eines Verhältnisses eines Querschnittsmoduls des Ringteils der Seite mit kleinem Durchmesser des Käfigs zu einem Querschnittsmodul des Ringteils der Seite mit großem Durchmesser des Käfigs zwischen 0,5 bis 1,5 (beides einschließlich) liegt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kegelrollenlager.
  • Stand der Technik
  • Konventionell wird bei der Montage eines Kegelrollenlagers zunächst eine Kegelrolle von einer Innenumfangsfläche eines Käfigs eingefügt und dann axial ein Innenring eingesetzt. Um das Zerlegen des Käfigs und der Kegelrolle zu verhindern, wird dabei ein Stabteil der Käfigseite mit kleinem Durchmesser durch Festziehen verformt, so dass die Kegelrolle von dem Käfig und einer kleinen Rippe des Innenrings gehalten werden kann. Folglich bilden der Innenring, der Käfig und die Kegelrolle ein untrennbares integrales Produkt und durch die nachfolgende Montage eines Außenrings ist das Kegelrollenlager komplett.
  • Wenn allerdings der Stabteil der Käfigseite mit kleinem Durchmesser durch das Festziehen verformt wird, kann die Maßhaltigkeit aufgrund der plastischen Verformung des Käfigs beeinträchtigt werden. Deshalb gibt es Vorschläge für verschiedene Konfigurationen eines Kegelrollenlagers, das ohne Festziehen montiert werden kann (siehe zum Beispiel die Patentdokumente 1, 2).
  • Verweis auf verwandte Dokumente
  • Patentdokument
    • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Nr. 4026292
    • Patentdokument 2: JP-A-2012-13134
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technische Aufgabe
  • Das in Patentdokument 1 vorgestellte Kegelrollenlager kann ohne Festziehen montiert werden, indem die Außendurchmesserformen der Außenumfangsfläche einer Endflächenseite und der Außenumfangsfläche einer Laufbahnflächenseite einer kleinen Rippe eines Innenrings in elliptischen Formen ausgebildet werden. Allerdings weist das in Patentdokument 1 gezeigte Kegelrollenlager das Problem von erhöhten Herstellungskosten aufgrund der Verarbeitung der Formen auf.
  • Auch das in Patentdokument 2 vorgestellte Kegelrollenlager kann ohne Festziehen montiert werden, wobei gleichzeitig die Zerlegung der Kegelrolle und eines Innenrings vermieden wird, indem ein Taschenteil eines Käfigs mit verformter Form gebildet wird, ein Teil der Kegelrolle als verformte Kegelrolle ausgebildet wird und eine Kerbe in einer kleinen Rippe des Innenrings angeordnet wird. Jedoch weist auch das in Patentdokument 2 gezeigte Kegelrollenlager das Problem von erhöhten Herstellungskosten aufgrund der Herstellung der verformten Form auf. Außerdem besteht bei dem in Patentdokument 2 vorgestellten Kegelrollenlager das Problem, dass das Verhalten zum Zeitpunkt der Montage durch diagonales Einsetzen des Innenrings nicht stabil wird.
  • Die Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände implementiert, und ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Kegelrollenlager bereitzustellen, das ohne einen Anstieg der Herstellungskosten einfach montiert werden kann.
  • Technische Lösung
  • Das Ziel der Erfindung wird durch folgende Konfigurationen erreicht.
    • (1) Kegelrollenlager, das beinhaltet: einen Innenring mit einer kleinen Rippe auf einer Seite mit kleinem Durchmesser, wobei die Außenumfangsfläche des Innenrings mit einer konischen Innenring-Laufbahnfläche ausgebildet ist, einen Außenring, dessen Innenumfangsfläche mit einer konischen Außenring-Laufbahnfläche ausgebildet ist, zahlreiche Kegelrollen, die am Umfang rollfähig zwischen der Innenring-Laufbahnfläche und der Außenring-Laufbahnfläche angeordnet sind, und einen Käfig zum Halten der Kegelrollen durch zahlreiche Taschen, die zwischen einem Ringteil einer Seite mit großem Durchmesser und einem Ringteil einer Seite mit kleinem Durchmesser in einer axialen Richtung angeordnet sind, und zahlreiche Stabteile, welche den Ringteil der Seite mit großem Durchmesser und den Ringteil der Seite mit kleinem Durchmesser axial verbinden und umfänglich mit einer im Wesentlichen gleichen Distanz ausgebildet sind, wobei ein Wert eines Verhältnisses eines Querschnittsmoduls des Ringteils der Seite mit kleinem Durchmesser des Käfigs zu einem Querschnittsmodul des Ringteils der Seite mit großem Durchmesser des Käfigs zwischen 0,5 bis 1,5 (beides einschließlich) liegt.
    • (2) Kegelrollenlager nach dem oben beschriebenen Punkt (1), wobei der Ringteil der Seite mit kleinem Durchmesser des Käfigs einen gebogenen Teil aufweist und sich der gebogene Teil radial nach innen in einer Richtung weg von dem Stabteil erstreckt, und ein radial distales Ende des gebogenen Teils radial außerhalb hinter einer Mittelachse der Kegelrolle angeordnet ist.
    • (3) Kegelrollenlager nach einem der oben genannten Punkte (1) oder (2), wobei die arithmetische durchschnittliche Rauheit Ra einer Lauffläche der Kegelrolle 0,05 μm oder weniger beträgt.
  • Vorteil der Erfindung
  • Gemäß dem Kegelrollenlager der Erfindung wird eine einfache Montage ohne einen Anstieg der Herstellungskosten ermöglicht.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Schnittdarstellung eins Kegelrollenlagers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 2 ist ein Diagramm eines Verhältnisses zwischen der Steifigkeit und einem Wert eines Verhältnisses eines Querschnittsmoduls eines Ringteils der Seite mit kleinem Durchmesser zu einem Querschnittsmodul eines Ringteils der Seite mit großem Durchmesser eines Käfigs.
  • 3 ist ein Diagramm der Ergebnisse von Fallversuchen des Kegelrollenlagers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und eines konventionellen Kegelrollenlagers.
  • 4 ist ein Diagramm des Montageprozesses für das Kegelrollenlager aus 1.
  • 5 eine vergrößerte Ansicht von Teil A aus 1.
  • 6 ist ein Diagramm des Flusses eines Schmiermittels in dem Kegelrollenlager aus 1.
  • 7 ist ein Diagramm der Ergebnisse von Wärmeentwicklungsversuchen des Kegelrollenlagers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und eines konventionellen Kegelrollenlagers.
  • 8 ist ein Diagramm der Ergebnisse von Wärmeentwicklungsversuchen eines Kegelrollenlagers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und eines konventionellen Kegelrollenlagers.
  • 9 ist ein Diagramm des Montageprozesses für das konventionelle Kegelrollenlager.
  • 10 ist ein Diagramm des Flusses eines Schmiermittels in dem konventionellen Kegelrollenlager.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Die einzelnen Ausführungsbeispiele des Kegelrollenlagers gemäß der Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Ein Kegelrollenlager gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezug auf 1 bis 7 beschrieben. 1 zeigt einen axialen Querschnitt eines Kegelrollenlagers 1 mit einem Innenring 10, einem Käfig 20 zahlreichen Kegelrollen 30 und einem Außenring 40.
  • Der Innenring 10 ist beispielsweise aus Stahl konstruiert und verfügt an einer Außenumfangsfläche über eine konische Innenring-Laufbahnfläche 11, wobei der Innenring 10 außerdem eine große Rippe 12 in einem Ende aufweist, das die Seite mit großem Durchmesser ist, und eine kleine Rippe 13 in dem anderen Ende, das die Seite mit kleinem Durchmesser ist. An einer Innenumfangsfläche des Außenrings 40 ist eine konische Außenring-Laufbahnfläche 41 ausgebildet.
  • Der Käfig 20 ist beispielsweise aus einem Stahlmaterial konstruiert und weist einen Ringteil 22 auf der Seite mit großem Durchmesser und einen Ringteil 23 auf der Seite mit kleinem Durchmesser auf, die axial in einem konzentrischen Kreis angeordnet sind, und eine Vielzahl von Stabteilen 24 zum Verbinden des Ringteils 22 der Seite mit großem Durchmesser und des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser. Eine Tasche zum Aufnehmen der Kegelrolle 30 wird von dem Ringteil 22 der Seite mit großem Durchmesser, dem Ringteil 23 der Seite mit kleinem Durchmesser und den zwei benachbarten Stabteilen 24 gebildet.
  • Die Kegelrolle 30 hat eine Endfläche 32 auf der Seite mit großem Durchmesser und eine Endfläche 33 auf der Seite mit kleinem Durchmesser. Die Endfläche 32 der Seite mit großem Durchmesser und die Endfläche 33 der Seite mit kleinem Durchmesser befinden sich auf einem konzentrischen Kreis, wobei eine Lauffläche 31 mit einer im Wesentlichen konischen Form entsteht, bei der ein Durchmesser einer Umfangsfläche, welche die beiden Endflächen verbindet, graduell von der Endfläche 32 der Seite mit großem Durchmesser in Richtung der Endfläche 33 der Seite mit kleinem Durchmesser abnimmt. Die Kegelrollen 30 werden jeweils rollfähig einzeln in der Vielzahl der Taschen des Käfigs 20 gehalten.
  • Bei der Montage des Kegelrollenlagers werden die Kegelrollen zunächst in den einzelnen Taschen des Käfigs angeordnet. Anschließend wird der Innenring von der Seite des Ringteils der Seite mit großem Durchmesser des Käfigs angedrückt. Dabei wird die Kegelrolle von dem Innenring radial nach außen gedrückt, wobei in einem konventionellen Kegellager wie in 9 ein Käfig 120 zum Halten einer Kegelrolle 130 nicht zu stark verformt wird, mit dem Ergebnis, dass das Einsetzen eines Innenrings 110 erschwert wird. Außerdem kollidiert eine kleine Rippe 113 des Innenrings 110 mit einer Lauffläche 131 der Kegelrolle 130, so dass die Lauffläche 131 der Kegelrolle 130 beschädigt werden kann.
  • Daher wird bei dem Kegelrollenlager 1 der vorliegenden Erfindung der Käfig 20 so ausgebildet, dass ein Wert eines Verhältnisses eines Querschnittsmoduls des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser des Käfigs 20 zu einem Querschnittsmodul des Ringteils 22 der Seite mit großem Durchmesser des Käfigs 20 zwischen 0,5 bis 1,5 (beides einschließlich) liegt. Der Käfig 20 wird beispielsweise mithilfe eines Stempels oder einer Matrize hergestellt, wobei die Maße, die für den Käfig 20 verwendet werden können, Einschränkungen bei der Konstruktion mit sich bringen. Die Herstellung des Käfigs 20 wird schwierig, wenn der Wert des Verhältnisses des Querschnittsmoduls des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser zu dem Querschnittsmodul des Ringteils 22 der Seite mit großem Durchmesser des Käfigs 20 0,5 oder kleiner wird. Da der Käfig 20 einen schmalen Bodenflächenteil aufweist, wenn der Wert des Verhältnisses 0,5 oder kleiner wird, entstehen Probleme mit der Maßhaltigkeit. Somit liegt eine Untergrenze für den Wert des Verhältnisses des Querschnittsmoduls des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser zu dem Querschnittsmodul des Ringteils 22 der Seite mit großem Durchmesser des Käfigs 20 bei 0,5. Wenn dagegen der Wert des Verhältnisses des Querschnittsmoduls des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser zu dem Querschnittsmodul des Ringteils 22 der Seite mit großem Durchmesser des Käfigs 20 größer als 1,5 wird, nimmt die Steifigkeit des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser zu und die Fähigkeit zur elastischen Verformung des Käfigs 20 beim Einsetzen des Innenrings 10 während der Montage des Lagers nimmt ab, mit dem Ergebnis, dass die Kegelrolle 30 einen Montagemangel aufweisen kann. Somit liegt eine Obergrenze für den Wert des Verhältnisses des Querschnittsmoduls des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser zu dem Querschnittsmodul des Ringteils 22 der Seite mit großem Durchmesser des Käfigs 20 bei 1,5. Darüber hinaus liegt der Wert des Verhältnisses des Querschnittsmoduls des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser zu dem Querschnittsmodul des Ringteils 22 der Seite mit großem Durchmesser des Käfigs 20 vorzugsweise zwischen 0,6 bis 1,0 (beides einschließlich).
  • 2 ist ein Diagramm eines Verhältnisses zwischen der Steifigkeit des Käfigs und dem Wert des Verhältnisses des Querschnittsmoduls des Ringteils der Seite mit kleinem Durchmesser zu dem Querschnittsmodul des Ringteils der Seite mit großem Durchmesser des Käfigs. Bei dem Kegelrollenlager 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels (erstes Ausführungsbeispiel), das in 2 dargestellt ist, beträgt der Wert des Verhältnisses des Querschnittsmoduls des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser zu dem Querschnittsmodul des Ringteils 22 der Seite mit großem Durchmesser 0,76 (ein Wert von 1,5 oder weniger), wobei die Steifigkeit 0,7 mal höher als die bei einem konventionellen Kegelrollenlager ist. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass das Kegelrollenlager des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Spannung des Käfigs verringern kann.
  • Um den Effekt des Kegelrollenlagers gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu demonstrieren, wurden Fallversuche unter Verwendung des konventionellen Kegelrollenlagers und des Kegelrollenlagers 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt. In den Versuchen wurden einreihige Kegellager (hergestellt von NSK, Produktnummer HR30228J) mit einem Innenring-Bohrungsdurchmesser von 140 mm, einem Außenring-Außendurchmesser von 250 mm und einer Montagebreite von 45,75 mm verwendet, die eine konventionelle Konfiguration aufwiesen (das konventionelle Kegelrollenlager) und Konfigurationen des vorliegenden Ausführungsbeispiels (Kegelrollenlager A, B, C des vorliegenden Ausführungsbeispiels). Bei den Kegelrollenlagern A, B, C des vorliegenden Ausführungsbeispiels wurden die Werte der Verhältnisse der Querschnittsmodule des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser zu den Querschnittsmodulen der Ringsteile 22 der Seite mit kleinem Durchmesser der Käfige 20 auf 0,76, 1,04 bzw. 1,5 festgelegt. Außerdem wurde der Wert des Verhältnisses des Querschnittsmoduls des Ringteils der Seite mit kleinem Durchmesser zu dem Querschnittsmodul des Ringteils der Seite mit großem Durchmesser bei dem konventionellen Kegelrollenlager auf 3,87 festgelegt. Die Kegelrollenlager wurden mit einer Stahlplatte mit einer Stoßbeschleunigung von 165 G zum Zusammenstoß gebracht, indem die Kegelrollenlager fallen gelassen wurden, wobei die Kegelrollenlager (Käfige) insgesamt 100000 zum Zusammenstoß gebracht wurden und jedes Mal auf Fehler oder Risse in den Kegelrollenlagern untersucht wurden.
  • 3 ist ein Graph, der die Ergebnisse der Fallversuche zeigt. In 3 ist die Anzahl der Kollisionen zu dem Zeitpunkt, an dem in dem konventionellen Kegelrollenlager Schäden auftreten, auf 1 festgesetzt, und die Anzahl der Kollisionen zu einem Zeitpunkt, an dem an den Kegelrollenlager A, B, C des vorliegenden Ausführungsbeispiels Schäden auftreten, wird mit einem Verhältnis dargestellt. Aus 3 geht hervor, dass die Festigkeit des Kegelrollenlagers A des vorliegenden Ausführungsbeispiels, bei dem der Wert des Verhältnisses des Querschnittsmoduls des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser zu dem Querschnittsmodul des Ringteils 22 der Seite mit großem Durchmesser des Käfigs 20 0,76 bis etwa 1,4 mal den Wert des konventionellen Kegelrollenlagers beträgt. Entsprechend ist offensichtlich, dass die Festigkeit des Kegelrollenlagers C des vorliegenden Ausführungsbeispiels, bei dem der Wert des Verhältnisses des Querschnittsmoduls des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser zu dem Querschnittsmodul des Ringteils 22 der Seite mit großem Durchmesser 1,5 bis etwa 1,2 mal den Wert des konventionellen Kegelrollenlagers beträgt. Außerdem ist offensichtlich, dass die Festigkeit des Kegelrollenlagers B des vorliegenden Ausführungsbeispiels, bei dem der Wert des Verhältnisses des Querschnittsmoduls des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser zu dem Querschnittsmodul des Ringteils 22 der Seite mit großem Durchmesser 1,04 bis etwa 3 mal den Wert des konventionellen Kegelrollenlagers beträgt. Demnach ist offensichtlich, dass die Festigkeit des Käfigs 20 und damit die Festigkeit des Kegelrollenlagers 1 erhöht werden kann, wenn der Wert des Verhältnisses des Querschnittsmoduls des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser zu dem Querschnittsmodul des Ringteils 22 der Seite mit großem Durchmesser 20 Werte von 0,5 bis 1,5 (beide einschließlich) annimmt, wie bei dem Kegelrollenlager 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
  • Da beim Einsetzen des Innenrings 10 zum Zeitpunkt der Montage des Kegelrollenlagers 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Innenring 10 zu der Seite des Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser des Käfigs 20 geschoben wird, wie in 4 dargestellt, kommt die kleine Rippe 13 des Innenrings 10 mit der Lauffläche 31 der Kegelrolle 30 in Kontakt und die Kegelrolle 30 wird von der kleinen Rippe 13 radial nach außen gedrückt. Da der Käfig 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein hohes Maß an elastischer Verformbarkeit aufweist, wird der von der Kegelrolle 30 gepresste Käfig 20 elastisch so verformt, dass er sich radial nach außen ausdehnt, wodurch die Tasche vorübergehend nach außen gedrückt wird und der Innenring 10 eingesetzt werden kann. Die zum Einsetzen des Innenrings 10 notwendige Kraft beträgt nur etwa 40% der Kraft des konventionellen Falls, wobei der Innenring 10 außerdem lotrecht zu der axialen Richtung eingesetzt werden kann, was eine einfache Montage ermöglicht.
  • Ferner ist das Kegelrollenlager 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels so konstruiert, dass sich der Innenring 10, der Käfig 20 und die Kegelrolle 30 nicht voneinander lösen, indem ein Verhältnis zwischen einem Außendurchmesser D der kleinen Rippe 13 und einem Bohrungsdurchmesser d der Rolle auf D > d festgelegt wird. Entsprechend wird die Notwendigkeit zum Festziehen eliminiert, wie auch die Form des Innenrings oder der Tasche nicht geändert werden muss, mit dem Ergebnis, dass eine einfache Montage ohne einen Anstieg der Herstellungskosten ermöglicht wird. Zusätzlich können Risse im Käfig 20 oder Beschädigungen an der Kegelrolle 30 durch Festlegen eine Interferenz (einer Differenz zwischen dem Außendurchmesser D der kleinen Rippe 13 und dem Bohrungsdurchmesser d der Rolle) auf einen entsprechenden Wert vermieden werden.
  • Wie in 5 dargestellt, ist eine Außenfläche 15 der kleinen Rippe 13 des Innenrings 10 außerdem mit einem geraden Teil 16 versehen. Der gerade Teil 16 ist in einem Kontaktwinkel θ bezüglich der Außenfläche 15 geneigt und so ausgebildet, dass eine axiale Länge 1 1 mm oder weniger beträgt. Entsprechend kann die Einsetzbarkeit des Innenrings 10 weiter verbessert und eine Beschädigung der Kegelrolle 30 verhindert werden.
  • Außerdem ist eine axial innenliegende Endfläche 17 der kleinen Rippe 13 geneigt und in einem Winkel γ angeordnet, so dass ein korrekter Spielraum g zwischen der axial innenliegenden Endfläche 17 der kleinen Rippe 13 und der Endfläche 33 auf der Seite mit kleinem Durchmesser der Kegelrolle 30 eingehalten wird. So kann verhindert werden, dass die Kegelrolle 30 über die kleine Rippe 13 des Innenrings 10 überhängt und sich nach der Montage des Innenrings 10, des Käfigs 20 und der Kegelrolle 30 löst.
  • Nebenbei bemerkt wird die Kegelrolle im Allgemeinen durch ein Ölbad oder eine Fettschmierung geschmiert. Wie in 10 dargestellt, erstreckt sich bei dem konventionellen Kegelrollenlager ein Ringteil 122 einer Seite mit kleinem Durchmesser des Käfigs 120 radial nach innen, und ein Spielraum zwischen einer radialen Endfläche 126 des Ringteils 122 der Seite mit kleinem Durchmesser und einer Außenfläche der kleinen Rippe 113 ist klein. Eine solche Struktur weist das Problem eines erhöhten Agitationswiderstands aufgrund eines Anstiegs des Schmiermittels im Lagerinneren auf, da das Ablassen von überschüssigen Schmiermittel auf der Seite mit kleinem Durchmesser bei gleichzeitigem Einleiten des Schmiermittels von der Seite mit kleinem Durchmesser schwierig ist.
  • Daher ist in dem Kegelrollenlager 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein gebogener Teil 25 mit einer gebogenen Form, der sich radial nach innen in einer Richtung weg von dem Stabteil 24 erstreckt, in dem Ringteil 23 der Seite mit kleinem Durchmesser des Käfigs 20 ausgebildet, wie in 6 dargestellt. Der gebogene Teil 25 ist in der radialen Richtung kurz ausgebildet, so dass eine radiale Endfläche 26 radial außerhalb hinter der Mittelachse der Kegelrolle 30 liegt. Das heißt, ein axialer Querschnitt das Ringteils 23 der Seite mit kleinem Durchmesser erstreckt sich radial nach innen und weist gleichzeitig eine Krümmung auf, so dass er etwas weiter als eine Querschnittsbreite des Käfigs 20 radial nach innen vorsteht. So kann ein Spiel zwischen der radialen Endfläche 26 und der Außenfläche der kleinen Rippe 13 erhöht werden, mit dem Ergebnis, dass überschüssiges Schmiermittel auf der Seite mit kleinem Durchmesser austreten kann, während gleichzeitig das Schmiermittel von der Seite mit kleinem Durchmesser eingeleitet wird. Da folglich mit dem Kegelrollenlager 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels verhindert werden kann, dass übermäßig viel Schmiermittel in das Lager gesaugt wird, kann der Agitationswiderstand verringert und damit die Wärmeentwicklung verhindert werden.
  • Dabei wurden Wärmeentwicklungsversuche unter Verwendung des konventionellen Kegelrollenlagers und des Kegelrollenlagers 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt. In den Versuchen wurden einreihige Kegelrollenlager (hergestellt von NSK, Produktnummer HR32017XJ) mit einem Innenring-Bohrungsdurchmesser von 85 mm, einem Außenring-Außendurchmesser von 130 mm und einer Montagebreite von 29 mm verwendet, die eine konventionelle Konfiguration aufwiesen (das konventionelle Kegelrollenlager) und Konfigurationen des vorliegenden Ausführungsbeispiels (das Kegelrollenlager 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel). Eine radiale Last von 300 kgf und eine axiale Last von 900 kgf wurden an das konventionelle Kegelrollenlager und das Kegelrollenlager 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels angelegt und eine Betätigung der Innenring-Drehung unter Druckschmierung mit einem Schmiermittel (VG68) durchgeführt. Die Arbeitsgeschwindigkeit wurde auf 3000 min–1 eingestellt. Anschließend wurde eine Temperatur des Außenrings nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeit als eine Lagertemperatur gemessen.
  • 7 ist ein Graph, der die Ergebnisse der Wärmeentwicklungsversuche zeigt, wobei die durchgehende Linie das Ergebnis des Kegelrollenlagers 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt und die unterbrochene Linie das Ergebnis des konventionellen Kegelrollenlagers zeigt. Wie aus 7 hervorgeht, beträgt die Lagertemperatur des konventionellen Kegelrollenlagers 82,5°C, während die Lagertemperatur des Kegelrollenlagers 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 78,1°C beträgt. Somit ist offensichtlich, dass das Kegelrollenlager 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Lagertemperatur um 3 bis 5,5°C gegenüber der Temperatur des konventionellen Kegelrollenlagers senken kann und damit einen Effekt zum Verhindern der Wärmeentwicklung bewirkt.
  • Gemäß dem Kegelrollenlager 1 des ersten Ausführungsbeispiels wird somit eine einfache Montage ohne einen Anstieg der Herstellungskosten ermöglicht.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Ein Kegelrollenlager gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezug auf 8 beschrieben. Da die Konfigurationen eines Innenrings, eines Käfigs und eines Außenrings denen des ersten Ausführungsbeispiels gleichen, wird hierin auf eine Erläuterung verzichtet.
  • In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu den verschiedenen Konfigurationen des ersten Ausführungsbeispiels eine Kegelrolle so geformt, dass die arithmetische durchschnittliche Rauheit Ra einer Lauffläche der Kegelrolle 0,05 μm oder weniger beträgt. Da die Lauffläche der Kegelrolle somit glatt wird und der Rollreibungswiderstand gesenkt werden kann, kann die Lebensdauer des Kegelrollenlagers erhöht werden.
  • Um den Effekt des Kegelrollenlagers gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu demonstrieren, wurden Wärmeentwicklungsversuche unter Verwendung eines konventionellen Kegelrollenlagers und des Kegelrollenlagers gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt. In den Versuchen wurden einreihige Kegelrollenlager (hergestellt von NSK, Produktnummer HR32017XJ) mit einem Innenring-Bohrungsdurchmesser von 85 mm, einem Außenring-Außendurchmesser von 130 mm und einer Montagebreite von 29 mm verwendet, die eine konventionelle Konfiguration aufwiesen (das konventionelle Kegelrollenlager) und Konfigurationen des vorliegenden Ausführungsbeispiels (das Kegelrollenlager gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel). Eine radiale Last von 300 kgf und eine axiale Last von 900 kgf wurden an das konventionelle Kegelrollenlager und das Kegelrollenlager 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels angelegt und eine Betätigung der Innenring-Drehung unter Druckschmierung mit einem Schmiermittel (VG68) durchgeführt. Die Arbeitsgeschwindigkeit wurde auf 3000 min–1 eingestellt. Anschließend wurde eine Temperatur des Außenrings nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeit als eine Lagertemperatur gemessen.
  • 8 ist ein Graph, der die Ergebnisse der Versuche zeigt, wobei die durchgehende Linie das Ergebnis des Kegelrollenlagers gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt und die unterbrochene Linie das Ergebnis des konventionellen Kegelrollenlagers zeigt. Wie aus 8 hervorgeht, beträgt die Lagertemperatur des konventionellen Kegelrollenlagers 82,5°C, während die Lagertemperatur des Kegelrollenlagers gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 71,6°C beträgt. Somit ist offensichtlich, dass das Kegelrollenlager des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Lagertemperatur um 8 bis 12°C gegenüber der Temperatur des konventionellen Kegelrollenlagers senken kann und damit den Rollreibungswiderstand verringern kann.
  • Die Ausführungsformen und Beispiele der Erfindung wurden oben beschrieben, doch ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, so dass zahlreiche Änderungen im Rahmen des Geltungsbereichs der Ansprüche vorgenommen werden können. Die vorliegende Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung (Patentanmeldung Nr. 2013-012418 ), eingereicht am 25. Januar 2013, und der japanischen Patentanmeldung (Patentanmeldung Nr. 2013-273050 ), eingereicht am 7 und 20. Dezember 2013, deren Inhalte hierin vollumfänglich durch Bezugnahme aufgenommen sind.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die Erfindung ist generell zum Einsatz als Kegelrollenlager in Industriemaschinen oder Automobilen geeignet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kegelrollenlager
    10
    Innenring
    20
    Käfig
    22
    Ringteil der Seite mit großem Durchmesser
    23
    Ringteil der Seite mit kleinem Durchmesser
    24
    Stabteil
    25
    gebogener Teil
    26
    radiale Endfläche
    30
    Kegelrolle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 4026292 [0004]
    • JP 2012-13134 A [0004]
    • JP 2013-012418 [0043]
    • JP 2013-273050 [0043]

Claims (3)

  1. Kegelrollenlager, umfassend: einen Innenring mit einer kleinen Rippe auf einer Seite mit kleinem Durchmesser, wobei die Außenumfangsfläche des Innenrings mit einer konischen Innenring-Laufbahnfläche ausgebildet ist, einen Außenring, dessen Innenumfangsfläche mit einer konischen Außenring-Laufbahnfläche ausgebildet ist, zahlreiche Kegelrollen, die am Umfang rollfähig zwischen der Innenring-Laufbahnfläche und der Außenring-Laufbahnfläche angeordnet sind, und einen Käfig zum Halten der Kegelrollen durch zahlreiche Taschen, die zwischen einem Ringteil einer Seite mit großem Durchmesser und einem Ringteil einer Seite mit kleinem Durchmesser in einer axialen Richtung angeordnet sind, und zahlreiche Stabteile, welche den Ringteil der Seite mit großem Durchmesser und den Ringteil der Seite mit kleinem Durchmesser axial verbinden und umfänglich mit einer im Wesentlichen gleichen Distanz ausgebildet sind, wobei ein Wert eines Verhältnisses eines Querschnittsmoduls des Ringteils der Seite mit kleinem Durchmesser des Käfigs zu einem Querschnittsmodul des Ringteils der Seite mit großem Durchmesser des Käfigs zwischen 0,5 bis 1,5 (beides einschließlich) liegt.
  2. Kegelrollenlager nach Anspruch 1, wobei der Ringteil der Seite mit kleinem Durchmesser des Käfigs einen gebogenen Teil aufweist und sich der gebogene Teil radial nach innen in einer Richtung weg von dem Stabteil erstreckt, und ein radial distales Ende des gebogenen Teils radial außerhalb hinter einer Mittelachse der Kegelrolle angeordnet ist.
  3. Kegelrollenlager nach Anspruch 1 oder 2, wobei die arithmetische durchschnittliche Rauheit Ra einer Lauffläche der Kegelrolle 0,05 μm oder weniger beträgt.
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