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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lagervorrichtung, bei
der eine Lagerwelle zwischen einem Paar von gegenüberliegenden
Seitenwänden
eingefügt
ist, die ein Lager-Halteelement bilden, und ein Außenring
von der Lagerwelle über
Rollelemente gelagert wird, und ein Verfahren zum Zusammenbau der
Lagervorrichtung und insbesondere auf einen Kipphebel, der an einem
Ventiltrieb eines Motors eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen befestigt
ist, um ein Ventil zu öffnen
und zu schließen
und ein Planetenradsystem, das ein Fahrzeug-Automatikgetriebe (AT)
darstellt.
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Als
ein Beispiel der Lagervorrichtung ist ein Kipphebel an einem Ventiltrieb
eines Fahrzeugmotors befestigt, um ein Ventil eines Fahrzeugmotors
zu öffnen
und zu schließen,
wenn sich ein Körper
davon um einen Aufnahmebereich eines Ventilspielausgleichs (einen
Drehpunkt-Aufnahmebereich) davon in Verbindung mit der Drehung eines
entsprechenden Nockens des Ventiltriebs hin- und herbewegt. Ein Beispiel
eines zugehörigen
Kipphebels wird mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben. 9 ist eine
Seitenansicht des Kipphebels und 10 ist eine
Schnittansicht entlang der Linie A-A in 9. Der in
diesen Figuren gezeigte Kipphebel umfasst einen Kipphebel-Körper, der
aus einem Paar von gegenüberliegenden
Seitenwänden 12 gebildet
wird. Beide Seitenwände 12 sind
an deren längs
verlaufenden Wänden
durch Verbindungsbereiche miteinander verbunden und die Verbindungsbereiche
wirken als Ventilspielausgleich-Aufnahmebereich 12a bzw. als
Ventilschaft-Aufnahmebereich 12b. Durchgangsöffnungen 12c sind an
längs verlaufenden
Zwischenbereichen der beiden Seitenwände 12 derart ausgebildet,
um koaxial zueinander ausgerichtet zu sein. Eine Lagerwelle 16 ist
hindurchgeführt
und in den Durchgangsöffnungen 12c an
deren Wellen-Endbereichen 12a derart gefestigt, dass sich
ein Wellen-Zwischenbereich 16b davon zwischen den beiden
Seitenwänden 12 erstreckt.
Der Wellen-Zwischenbereich 16b der Lagerwelle 16 lagert
einen Außenring 14 durch
eine Mehrzahl von Nadelrollen 17 auf einer Außenumfangsfläche davon.
Ein Nocken 28 liegt an einer Außenumfangsfläche des
Außenrings 14 an.
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Falls
die Seitenwände 12 dick
genug sind, kann die derartige Lagerwelle 16 an den Seitenwänden 12 befestigt
werden, indem sie in die Durchgangsöffnungen 12 eingepasst
wird. Falls jedoch ein Kipphebel für ein Personenfahrzeug eine
Dicke der Seitenwände 12 aufweist,
die zum Beispiel ungefähr 3
mm beträgt,
ist die Festigkeit der so verdünnten Seitenwände 12 nicht
hoch genug, um der oben erwähnten
Presspassung der Lagerwelle 16 darin standzuhalten, und
um dies zu bewältigen,
sind die Außendurchmesserseiten
der Stirnflächen 16c der beiden
Wellen-Endbereiche 16a zur Innendurchmesserseite der Umfangsränder der
Durchgangsöffnungen 12c mit
einem Stanzwerkzeug oder dergleichen gequetscht, um die Lagerwelle 16 an
den Seitenwänden 12 (mit
Bezug auf Patentschrift Nr. 1) zu befestigen.
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Falls
versucht wird, die Stirnflächen 16c von beiden
Wellen-Endbereichen 16a zur
Innendurchmesserseite der Umfangsränder der Durchgangsöffnungen 12c,
wie oben beschrieben, zu quetschen, müssen die Wellen-Endbereiche 16a der
Lagerwelle 16 eine so geringe Härte aufweisen, die das Quetschen
von deren Stirnflächen
ermöglicht,
während deren
Wellen-Zwischenbereich 16b eine so hohe Härte wie
eine Laufringfläche
aufweisen muss, auf der die Nadelrollen 17 abrollen. Aus
diesem Grund wird ein teilweises Abschrecken, wie z. B. ein Induktionshärten, nur
dem Wellen-Zwischenbereich 16b der Lagerwelle 16 verliehen,
um die Härte
des relevanten Wellen-Zwischenbereichs 16b sicherzustellen,
während
den beiden Wellen-Endbereichen 16a der Lagerwelle 16 kein
Abschrecken verliehen wird, um sie dadurch so zu belassen, wie sie
sind.
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In
jüngster
Zeit wurden jedoch, in Anbetracht des Eindringens von Fremdkörpern auf
den Schaft-Zwischenbereich 16b der Lagerwelle 16 und deren
Verschleiß,
eine größere Härte und
eine höhere
Verschleißfestigkeit
für die
Lagerwelle 16 gefordert, und um eine solche Forderung zu
erfüllen,
bestehen die folgenden zu lösenden
Probleme. Erstens, da bei dem Fall, bei dem eine Oberflächenbehandlung,
wie z. B. eine Aufkohlungs- und Nitrierbehandlung, der Lagerwelle 16 als
Ganzes verliehen wird, nicht nur der Wellen-Zwischenbereich 16b,
sondern auch die Wellen-Endbereiche 16a oberflächenbehandelt
werden, um eine größere Härte aufzuweisen,
muss den Wellen-Endbereichen eine kostspielige Behandlung verliehen
werden, um das Aufkohlen und Nitrieren zu vermeiden, wenn die Oberflächenbehandlung
so verliehen wurde. Zweitens, wenn die Wellen-Stirnflächen der
Wellen-Endbereiche 16a nicht ausreichend gequetscht werden,
wird eine Kriechdehnung zwischen den Außenumfangsflächen der
Wellen-Endbereiche 16a und
den Innenumfangsflächen
der Durchgangsöffnungen 12c der
Seitenwände 12 erzeugt,
und die Wellen-Endbereiche 16a und die Durchgangsöffnungen 12c werden
verschlissen, was zu einem Risiko führt, dass sich die Lagerwelle 16 relativ
zu den Durchgangsöffnungen 12c frei drehen
kann. Drittens, wenn die Wellen-Stirnflächen der Wellen-Endbereiche 16a gequetscht
werden, wird die Lagerwelle 16 ausgedehnt, um durch die Quetschkraft
deformiert zu werden, was zu einem Risiko führt, dass ein Fehler bei der
Drehung des Außenrings 14 erzeugt
wird, der am Wellen-Zwischenbereich 16b der Lagerwelle 16 befestigt
ist. Viertens, wenn die Lagerwelle 16 zwischen den Seitenwänden 12 eingebaut
wird, muss die Lagerwelle 16 zwischen den Seitenwänden 12 so
eingebaut werden, dass sie von der Durchgangsöffnung 12c von einer
der Seitenwände 12 zur
anderen durch die Nadelrollen 10 und den Außenring 14 eingesetzt
wird, während
die Nadelrollen 17 angeordnet sind, um auf der Innenumfangsfläche des
Außenrings 14 mit
einer Haltevorrichtung gehalten zu werden, und dies erfordert einen schwierigen
und mühevollen
Zusammenbau sowie die Haltevorrichtung. Die Haltevorrichtung ist
eine zusätzliche
Montagespannvorrichtung die ausschließlich zu diesem Zweck verwendet
wird. Daher besteht ein Problem, dass mehr Mannstunden, Zeit und
Kosten aufgewendet werden müssen.
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Eine
Planetenrad-Baugruppe, die ein Automatikgetriebe (AT) bildet, die
ein weiteres Beispiel der Lagervorrichtung ist, in der die Nadelrollen
zwischen dem Wellen-Zwischenbereich der Lagerwelle und dem Außenring
eingefügt
sind, und deren Wellen-Endbereiche
in die gegenüberliegenden
Wellenenden-Einführungsöffnungen
eingesetzt sind, hat zudem die zuvor genannten ersten bis vierten
Probleme (mit Bezug auf Patentschrift Nr. 2) immer noch zur Folge.
- Patentschrift Nr. 1: JP-A-2004-156688
- Patentschrift Nr. 2: JP-UM-A-7-22159
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demzufolge
besteht ein durch die Erfindung zu lösendes Problem darin, eine
Lagervorrichtung, die die Aufbringung einer erforderlichen Oberflächenhärtebehandlung
auf der gesamten Lagerwelle erleichtert, den Eintritt einer Situation verhindert,
bei der die Lagerwelle, die sich nicht relativ zu den Seitenwänden drehen
darf, frei dazu drehen kann, den Eintritt einer Situation verhindert,
bei der der an der Lagerwelle befestigte Außenring sich nicht drehen oder
schwer darauf drehen darf, und den Einbau der Lagerwelle, der Rollelemente
und des Außenrings zwischen
den beiden Seitenwänden
erleichtert, ohne viele Montage-Mannstunden zu erfordern, und ein Verfahren
zum Zusammenbau der Lagervorrichtung bereitzustellen.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird eine Lagervorrichtung bereitgestellt,
bei der eine Lagerwelle, die einen Außenring lagert, zwischen einem
Paar von gegenüberliegenden
Seitenwänden eingefügt ist,
die ein Lager-Halteelement derart bilden, dass ein Drehen verhindert
wird, wobei Befestigungsöffnungen
in den Seitenwänden
vorgesehen sind, eine Härtebehandlung
der gesamten Oberfläche
der Lagerwelle verliehen wird, und Einbauausnehmungen an den axialen
Stirnflächen
der Lagerwelle vorgesehen sind, und Befestigungsstifte in den Befestigungsöffnungen
eingepasst sind, um sich davon in die Einbauausnehmungen derart
zu erstrecken, dass ein Drehen verhindert wird, wobei die Lagerwelle
an den Seitenwänden
durch die Befestigungsstifte derart fixiert ist, dass ein Drehen
verhindert wird.
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Als
eine Art, in der die Befestigungsstifte in den Befestigungsöffnungen
eingepasst sind, um sich davon in die Einbauausnehmungen derart
zu erstrecken, dass ein Drehen verhindert wird, sind die Innenumfangsflächen der
Befestigungsöffnungen
und der Einbauausnehmungen der Seitenwände bzw. der Lagerwelle vorzugsweise
in einer Form mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt ausgebildet
und liegen einander koaxial gegenüber, und andererseits weisen
die Befestigungsstifte vorzugsweise eine äußere Form auf, die der Querschnittsform
der Befestigungsöffnungen
und der Einbauausnehmungen über die
ganzen Stifte oder zumindest deren beiden Enden entspricht. In diesem
Fall umfasst die nicht kreisförmige
Form eine blütenartige
Form, eine Polygonform, eine Keilnutform, eine halbelliptische Form, eine
konkave oder konvexe Form und dergleichen und jede aus den obigen
Formen ausgewählte
Form oder eine Kombination davon kann vorzugsweise als nicht kreisförmige Form
verwendet werden.
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Die
Lagervorrichtung kann bei einem an einem Ventiltrieb eines Automobilmotors
befestigten Kipphebel und einer Planetenrad-Baugruppe, die ein Fahrzeuggetriebe
bildet, verwendet werden.
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Da
die Lagerwelle gemäß dem Aspekt
der Erfindung an den Seitenwänden
durch die Befestigungsstifte fixiert werden kann, die von der Lagerwelle
getrennt sind, kann eine hochhärtende
Oberflächenbehandlung
auf die gesamte Oberfläche
der Lagerwelle durch Abschrecken aufgebracht werden, um deren Roll-Lebensdauer
und Verschleißfestigkeit zu
erhöhen.
Aus diesem Grund ist die üblicherweise erforderliche
Komplexität
nicht mehr erforderlich, bei der das Induktionshärten nur dem Wellen-Zwischenbereich
der Lagerwelle verliehen wird, während
deren Wellen-Endbereichen kein Abschrecken verliehen wird. Da gemäß dem Aspekt
der Erfindung die Befestigungsstifte außerdem in den Befestigungsöffnungen
in den Seitenwänden
und den Einbauausnehmungen in der Lagerwelle derart eingepasst sind, dass
ein Drehen verhindert wird, kann die Lagerwelle an den Seitenwänden derart
fixiert werden, dass ein Drehen verhindert wird, und daher ist das übliche Quetschen
der Wellen-Endbereiche
an die Seitenwände
nicht mehr erforderlich, um die Lagerwelle an den Seitenwänden zu
fixieren. Somit wird die Erzeugung der Kriechdehnung zwischen den
Wellen-Endbereichen der Lagerwelle und den Innenumfangsflächen der
Durchgangsöffnungen
der Seitenwände, die
auf das unzureichende Quetschen der relevanten Bereiche zurückzuführen ist,
nicht mehr hervorgerufen und der Verschleiß der Wellen-Endbereiche der Lagerwelle
und der Durchgangsöffnungen,
die auf die so erzeugte Kriechdehnung zurückzuführen ist, und die freie Drehung
der Lagerwelle an den Durchgangsöffnungen,
die auf den Verschleiß zurückzuführen ist,
werden nicht mehr hervorgerufen. Außerdem wird gemäß dem Aspekt
der Erfindung die übliche
Situation nicht mehr hervorgerufen, bei der die Lagerwelle ausgedehnt
wird, um durch die Quetschkraft deformiert zu werden, um dadurch
den Fehler bei der Drehung des Außenrings hervorzurufen, der auf
der Lagerwelle gelagert ist. Gemäß dem Aspekt der
Erfindung kann ferner, beim Versuch die Lagerwelle zwischen den
beiden Seitenwänden
einzubauen, die Lagerwelle zwischen den beiden Seitenwänden als
Teil der Baugruppe der Rollelemente, des Außenrings und der Lagerwelle
eingebaut werden und dies schließt die Notwendigkeit des herkömmlichen Haltezapfens
aus, wobei dadurch eine bessere Montageeigenschaft bereitgestellt
wird, wodurch die Montagekosten ebenfalls reduziert werden können.
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Es
ist zu beachten, dass als weitere Form, in der die Befestigungsstifte
in den Befestigungsöffnungen
eingepasst sind, um sich daraus in die Einbauausnehmungen derart
zu erstrecken, dass ein Drehen verhindert wird, die in den Seitenwänden vorgesehenen
Befestigungsöffnungen
und die an der Lagerwelle vorgesehenen Einbauausnehmungen in einer
kreisförmigen
Form ausgebildet sind, während die
Befestigungsöffnungen
und die Einbauausnehmungen einander an Positionen gegenüberliegen, die
von den koaxialen Positionen abweichen, und in diesem gegenüberliegenden
Zustand die Befestigungsstifte in den Befestigungsöffnungen
und den Einbauausnehmungen an deren Enden so eingepasst werden,
dass die Lagerwelle an der Seitenwand durch die Befestigungsstifte
derart fixiert ist, dass eine Drehung verhindert wird.
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Die
Befestigungsstifte werden in den Befestigungsöffnungen vorzugsweise durch
eine Presspassung und in den Einbauausnehmungen durch eine Übergangspassung
oder lose Presspassung befestigt, wobei ist schwierig ist, die Befestigungsstifte
aufgrund der in Verbindung mit deren Funktion erzeugten Reibung
aus den Einbauöffnungen
und den Einbauausnehmungen zu entfernen. Wenn die Seitenwände eine
geringe Dicke aufweisen, dürfen
in diesem Fall im Unterschied zum Fall, bei dem die Lagerwelle direkt
in die Befestigungsöffnungen
der Seitenwände
eingepresst ist, oder die Wellen-Endbereiche der Lagerwelle in den
Befestigungsöffnungen
in den Seitenwänden
befestigt sind, die Befestigungsstifte in den Befestigungsöffnungen
durch eine Presspassung bis zu einem solchen Ausmaß eingepasst
werden, dass die dünnen
Seitenwände
nicht deformiert werden, da die Drehung der Lagerwelle aufgrund
der Anordnungsbeziehung zwischen den Befestigungsstiften und den
Befestigungsöffnungen
in den Seitenwänden,
die beide in der nicht kreisförmigen
Form ausgebildet sind, verhindert werden kann.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Zusammenbau
einer Lageanordnung bereitgestellt, bei dem eine Lagerwelle, die
einen Außenring
trägt,
zwischen einem Paar von gegenüberliegenden
Seitenwänden
eingefügt
ist, die ein Lager-Halteelement derart bilden, dass eine Drehung
verhindert wird, das die Schritte des Einbauens des Außenrings
mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern, die
an einer inneren Umfangsfläche
davon auf der Lagerwelle mit nicht kreisförmigen Einbauausnehmungen angeordnet
sind, die an deren beiden Stirnflächen vorgesehen sind, um eine
Baugruppe zu bilden, des Einfügens
der Baugruppe zwischen die beiden Seitenwände, so dass die in den beiden
Seitenwänden
vorgesehenen nicht kreisförmigen
Befestigungsöffnungen
und die Einbauausnehmungen der Lagerwelle einander koaxial gegenüberliegen,
um dadurch zueinander ausgerichtet zu sein, und des Befestigens
der Befestigungsstifte in den Befestigungsöffnungen und den Einbauausnehmungen
aufweist, die einander koaxial an deren nicht kreisförmigen Enden
gegenüberliegen,
so dass die Lagerwelle an den Seitenwänden durch die Befestigungsstiften
derart befestigt ist, dass ein Drehen verhindert wird.
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Wenn
gemäß dem Verfahren
zum Zusammenbau der Erfindung versucht wird, die Lagerwelle zwischen
den beiden Seitenwänden
einzubauen, darf die Lagerwelle zwischen den Seitenwänden als Teil
der Baugruppe eingebaut werden, in der die Rollelemente, der Außenring
und die Lagerwelle integriert sind, wodurch die herkömmliche
Haltevorrichtung nicht mehr erforderlich ist und dadurch eine bessere
Montageeigenschaft bereitgestellt werden kann, um dadurch zu ermöglichen,
die Montagekosten zu reduzieren.
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Gemäß der Erfindung
kann die Lagervorrichtung, die das Aufbringen einer erforderlichen
Oberflächenhärtebehandlung
auf der gesamten Lagerwelle erleichtern kann, das Auftreten einer
Situation verhindert, bei der die Lagerwelle sich relativ zu den
Seitenwänden
drehen darf, das Auftreten einer Situation verhindert, bei der der
an der Lagerwelle befestigte Außenring
am Drehen gehindert wird, und den Einbau der Lagerwelle, der Rollelemente
und des Außenrings
zwischen den beiden Seitenwänden
als eine Baugruppe ermöglicht,
und ein Verfahren zum Zusammenbau der Lageranordnung bereitgestellt werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine Schnittansicht einer Lagervorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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2 ist
eine Seitenansicht eines Kipphebels, bei dem die in 1 dargestellte
Lagervorrichtung verwendet wird.
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3 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 2.
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4A–4C sind
Abbildungen, die einzelne Bauteile zeigen, die den in 2 dargestellten Kipphebel
bilden.
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5 ist
eine Schnittansicht, die das Montageverfahren des in 2 gezeigten
Kipphebels darstellt.
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6 ist
eine Schnittsansicht, die das Montageverfahren des in 2 gezeigten
Kipphebels darstellt.
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7 ist
eine Schnittansicht, die das Montageverfahren des in 2 gezeigten
Kipphebels darstellt.
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8 ist
eine Schnittansicht eine Planetenrad-Baugruppe eines Automatikgetriebes
darstellt, bei dem die in 1 gezeigte
Lagervorrichtung verwendet wird.
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9 ist
eine Seitenansicht eines Kipphebels, bei dem eine herkömmliche
Lageanordnung verwendet wird.
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10 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 9.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit
Bezug auf die anliegende Zeichnung wird nachfolgend eine Lagervorrichtung
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. 1 ist eine
Schnittansicht der Lagervorrichtung. Eine in dieser Figur gezeigte
Lagervorrichtung 10 ist eine Lagervorrichtung, bei der
eine Lagerwelle 16, die einen Außenring 14 lagert,
nicht drehbar zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Seitenwänden 12 eingefügt ist,
die ein Lager-Halteelement bilden. Durchgangsöffnungen 18 mit einer
sechseckigen Querschnittsform (einer nicht kreisförmigen Form)
sind im Paar von Seitenwänden 12 vorgesehen.
Eine gesamte Oberfläche
der Lagerwelle 16 ist aufgrund eines Abschreckens oder
dergleichen gehärtet
und Einbauausnehmungen 22 mit einer jeweils sechseckigen
Querschnittsform sind in Wellen-Endbereichen 20 der Lagerwelle 16 vorgesehen.
Die Befestigungsöffnungen 18 in
den Seitenwänden 12 und
die Einbauausnehmungen 22 auf der Lagerwelle 16 sind an
koaxialen Positionen angeordnet, um einander gegenüberzuliegen.
Befestigungsstifte 24 sind jeweils in der Form eines Stifts
mit einer sechseckigen Form ausgebildet und an deren Enden in den
Befestigungsöffnungen 18 und
den Einbauausnehmungen 22 eingepasst, die an den koaxialen
Positionen angeordnet sind, um einander gegenüberzuliegen. Die Lagerwelle 16 ist
nicht drehbar an den Seitenwänden 12 durch
die Befestigungsstifte 24 in einem solchen Zustand fixiert,
dass die Lagerwelle 16 in den Befestigungsöffnungen 18 und
den Einbauausnehmungen 22 eingepasst ist.
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Mit
Bezug auf die 2 bis 4C wird
ein Kipphebel 10 (das Bezugszeichen entspricht zum leichteren
Verständnis
dem der Lagervorrichtung), bei dem die Lagervorrichtung 10 angewendet
wird, als ein Beispiel von deren Anwendungen beschrieben. 2 ist
eine Seitenansicht des Kipphebels 10, 3 ist
eine Schnittansicht des Kipphebels 10 entlang der Linie
B-B in 1 und die 4A bis 4C zeigen
einzelne Bauteile des Kipphebels 10. In 4A ist
eine linke Abbildung eine Seitenansicht der Lagerwelle 16 und
eine rechte Abbildung ist eine Vorderansicht davon. In 4B ist
eine linke Abbildung eine Seitenansicht des Befestigungsstifts und eine
rechte Abbildung ist eine Vorderansicht davon. 4C ist
eine Seitenansicht der Seitenwände 12, die
einen Körper
des Kipphebels bilden.
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Der
in den 2 bis 4C dargestellte Kipphebel 10 ist
der eines Typs mit einem Drehpunkt am Ende und umfasst ein Paar
von aus einem Stahlmaterial hergestellten gegenüberliegenden Seitenwänden, die
einen Kipphebel-Körper
bilden, der ein Lager-Halteelement ist. Beide Seitenwände 12 weisen
vorzugsweise die gleiche Form auf und stehen einander von Angesicht
zu Angesicht gegenüber.
Ein Ventilspielausgleich-Aufnahmebereich
(ein Drehpunkt-Aufnahmebereich) 12a und ein Ventilschaft-Aufnahmebereich 12b sind
an den jeweiligen längs
verlaufenden Enden der beiden Seitenwände 12 vorgesehen.
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Durchgangsöffnungen 18,
die jeweils eine sechseckige Querschnittsform (eine nicht kreisförmige Form)
aufweisen sind in den beiden Seitenwänden 12 an deren längs verlaufenden
Zwischenbereichen in einer koaxialen Art und Weise ausgebildet. Jede
Durchgangsöffnung 18 dringt
axial durch die Seitenwand 12 mit dem gleichen Öffnungsdurchmesser,
der in der Durchgangsöffnung 18 immer
beibehalten wird. Es ist zu beachten, dass die Erfindung auf einen
Kipphebel eines Typs mit einem Drehpunkt in der Mitte angewendet
werden kann. Während
bei diesem Kipphebel 10 der Dicke der Seitenwände 12 keine
Beschränkung
auferlegt ist, weisen die Seitenwände 12 eine geringe
Dicke auf. Für
ein Personenfahrzeug sind die Seitenwände 12 z. B. auf die
Größe von 3
mm verdünnt.
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Die
gesamte Oberfläche
der Lagerwelle 16 ist aus einem Stahlmaterial hergestellt,
bei dem eine Oberfläche
wärmebehandelt
ist, um aufgrund eines Abschreckens, Anlassens und dergleichen eine
große Härte
aufzuweisen. Auf den für
die Lagerwelle 16 verwendeten Stahltyp ist keine Beschränkung auferlegt.
Die Lagerwelle 16 ist zum Beispiel aus einem Stahlmaterial
hergestellt, das aufgrund eines Abschreckens, Anlassens und dergleichen
wärmebehandelt
ist. Die Oberfläche
der Lagerwelle 16 kann ferner behandelt werden, um eine
größere Härte aufgrund
eines Aufkohlens, eines hochgradigen Aufkohlens, einem Aufkohlen
und Nitrieren, einem Nitrieren oder dergleichen aufzuweisen. Während jeder
Stahltyp für
die Lagerwelle 16 verwendet werden kann, werden die Stahlwerkstoffe
SUS, SUJ, SKH bevorzugt. Einbauausnehmungen 22 sind axial
in beiden Stirnflächen
der Wellen-Endbereiche 16a der Lagerwelle 16 bis
zu einer vorgegebenen Ausnehmungstiefe und in einer Form mit einem
sechseckigen Querschnitts (einer nicht kreisförmigen Form) ausgebildet. Während diese
Einbauausnehmungen an deren Boden geschossen sind, kann eine Durchgangsöffnung,
die durch die ganze Lagerwelle 16 verläuft, in der Einbauausnehmung
enthalten sein.
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Ein
Außenring
für 10 ist
an der Lagerwelle 16 befestigt. Eine Mehrzahl von Nadelrollen 10 ist
zwischen der Lagerwelle 16 und dem Außenring 14 eingefügt. Ein
Nocken 28 steht von außen
in Kontakt mit einer Außenumfangsfläche des
Außenrings 14.
Befestigungsstifte 24 sind jeweils in einer Form mit einem
sechseckigen Querschnitt ausgebildet, der über deren Länge eine gleichmäßige Fläche aufweist,
und in den Befestigungsöffnungen 18 in
den Seitenwänden 12 bzw.
den Einbauausnehmungen 22 auf der Lagerwelle 16 an
deren Enden befestigt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, dass ein
Ende 24a des Befestigungsstifts 24 in der Befestigungsöffnung 18 in
der Seitenwand 12 aufgrund einer Presspassung befestigt
ist, während
er das andere Ende 24b des Befestigungsstifts 24 in
der Einbauausnehmung 22 auf der Lagerwelle 16 aufgrund
einer Übergangspassung oder
losen Presspassung befestigt ist. Da der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient
der Befestigungsstifte 24 vorzugsweise mit dem der Lagerwelle 16 übereinstimmt,
kann das Material der Befestigungsstifte 24 ein Stahlmaterial
des gleichen Typs wie das in der Lagerwelle 16 oder ein
Stahlmaterial mit einem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten
umfassen, der annähernd
gleich dem der Lagerwelle 16 ist. Jedoch ist der Materialtyp 24 nicht
darauf beschränkt und
irgendwelche anderen Metalle als die Stahlmaterialien können verwendet
werden. In diesem Fall ist es vorteilhaft, dass der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient
eines verwendeten Metalls mit dem der Lagerwelle 16 übereinstimmt.
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Während es
vorteilhaft ist, dass das gleiche Stahlmaterial als Materialien
für die
Seitenwände 12, die
Lagerwelle 16 und die Befestigungsstifte 24 verwendet
wird, was das Aufweisen des gleichen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten
betrifft, muss nicht notwendigerweise das gleiche Material verwendet
werden. Zum Beispiel kann es möglich
sein, dass die Lagerwelle 16 und die beiden Seitenwände 12 aus
Stahlmaterialien hergestellt sind, während die Befestigungsstifte 24 aus
einem hochfesten harten Harzmaterial hergestellt sind. In diesem
Fall ist es vorteilhaft, ein Harzmaterial für die Befestigungsstifte 24 zu
wählen,
das einen identischen oder annähernd gleichen
linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie
den der Seitenwände 12 und
der Lagerwelle 16 aufweist.
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Beim
Kipphebel 10, der wie hier beschrieben aufgebaut ist, kann
die Lagerwelle 16 an den Seitenwänden 12 durch die
Befestigungsstifte 24 fixiert werden. Demzufolge muss die
Härte der
Lagerwelle 16 an den Wellen-Endbereichen nicht bis zu einem
solchen Maß ausgehärtet werden,
dass die Stirnflächen wie
im Fall beim herkömmlichen
Kipphebel gequetscht werden können
und daher kann die gesamte Lagerwelle 16 wärmebehandelt
werden, um eine erforderliche Härte
aufzuweisen, um in einen Ventiltrieb eines Automobilmotors eingebaut
zu werden, wobei eine Lagerwelle 16 hergestellt werden
kann, die eine hohe Härte
und eine hohe Verschleißfestigkeit
aufweist, die in Anbetracht des Eintritts von Fremdkörpern auf
die Lagerwelle 16 und den Verschleiß der Lagerwelle 16 bemessen
sind.
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Da
die Befestigungsstifte 24 die Befestigungsöffnungen 18 in
den Seitenwänden 12 und
die Einbauausnehmungen 22 auf der Lagerwelle 16 beim
Kipphebel 10 außerdem
alle in einer Form mit einem nicht kreisförmigen oder sechseckigen Querschnitt
ausgebildet sind, kann die Lagerwelle 16 an den Seitenwänden 12 derart
fixiert werden, dass ein Drehen relativ zu den Seitenwänden 12 verhindert wird.
Beim Kipphebel der Ausführungsform
entsteht demzufolge keine Situation, bei der die Lagerwelle 16 sich
relativ zu den Seitenwänden 12,
wie im Fall mit dem herkömmlichen
Kipphebel, frei drehen lässt. Beim
Kipphebel 10 der Ausführungsform
entsteht ferner keine Situation, bei der die Lagerwelle 16 ausgedehnt
wird, um aufgrund der Quetschkraft deformiert zu werden, um dadurch,
wie im Fall mit dem herkömmlichen
Kipphebel, einen Fehler bei der Drehung des Außenrings 14 zu verursachen,
der von der Lagerwelle 16 gelagert wird. Wenn beim Kipphebel
der Ausführungsform
versucht wird, die Lagerwelle 16 zwischen die beiden Seitenwände 12 einzubauen, kann
die Lagerwelle 16 zudem zwischen die beiden Seitenwände 12 als
Teil einer Baugruppe eingebaut werden, in die die Nadelrollen 17,
der Außenring 14 und
die Lagerwelle 16 integriert sind, und dadurch ist die
herkömmliche
Haltevorrichtung nicht erforderlich, wodurch eine bessere Montageeigenschaft
bereitgestellt werden kann und die Montagekosten dadurch reduziert
werden können.
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Ein
Verfahren zum Zusammenbau des Kipphebels 10 wird mit Bezug
auf die 5 bis 7 beschrieben.
Man beachte, dass in den 5 bis 7 das Paar
der Seitenwände 12 zum
einfacheren Verständnis
quer verlaufend getrennt mit einem davon aus den Abbildungen weggelassenen
Ventilspielausgleich-Aufnahmebereich und einem Ventilschaft-Aufnahmebereich
dargestellt sind. Dieses Montageverfahren ist ein Verfahren zum
Zusammenbau des Kipphebels 10, bei dem die Lagerwelle 16,
die den Außenring 14 lagert,
nicht drehbar zwischen das Paar der Seitenwände 12 eingefügt ist,
die ein Lager-Halteelement bilden, das einen in 5 gezeigten
ersten Schritt des Einbauens des Außenrings 14 mit einer
Mehrzahl von Nadelrollen 17, die auf dessen Innenumfangsfläche auf
der Lagerwelle 16 angeordnet sind, die die sechseckigen
Einbauausnehmungen aufweist, die in deren beiden Stirnflächen vorgesehen
sind, um die Baugruppe auszubilden, einen in 6 gezeigten
zweiten Schritt des Einfügens der
Baugruppe zwischen die beiden Seitenwände 12, so dass die
in den beiden Seitenwänden 12 vorgesehenen
sechseckigen Befestigungsöffnungen 18 und die
sechseckigen Einbauausnehmungen 22 der Lagerwelle 16 einander
koaxial gegenüberliegen,
um miteinander ausgerichtet zu sein, und einen in 7 gezeigten
dritten Schritt des Befestigens der Befestigungsstifte 24 in
den Befestigungsöffnungen 18 und den
Einbauausnehmungen 22 aufweist, die an deren sechseckigen
Enden einander koaxial gegenüberliegen,
so dass die Lagerwelle 16 durch die Befestigungsstifte 24 nicht
drehbar an den Seitenwänden 12 fixiert
ist.
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Mit
Bezug auf 8 wird eine Planetenrad-Baugruppe
eines Automatikgetriebes als weiteres Beispiel beschrieben, bei
der die Lagervorrichtung der Erfindung angewendet wird. Das Bezugszeichen 14 kennzeichnet
eine Mehrzahl von Planetenrädern
(einen Außenring), 12,
kennzeichnet zwei axiale Halterungen (gegenüberliegende Seitenwände), 16 eine
Lagerwelle, 17 eine Mehrzahl von Nadelrollen, 18 Befestigungsöffnungen,
die in den Halterungen 12 vorgesehen sind, 20 Wellen-Stirnflächen, 22 Einbauausnehmungen,
die auf der Lagerwelle 16 vorgesehen sind und 24 Befestigungsstifte,
die in den Befestigungsöffnungen 18 und
den Einbauausnehmungen 22 eingepasst sind, um die Lagerwelle 16 an
den Halterungen 12 nicht drehbar zu fixieren. Die Planetenrad-Baugruppe
dieser Ausführungsform,
die aus den vorgenannten Einzelbauteilen gebildet wird, umfasst die
in 1 beschriebene Lageanordnung. Dies ist als eine
Lagerung zumindest der Planetenräder 14, die
als Außenring
wirken, der Nadelrollen 17 anzusehen, die an der Innenumfangsfläche der
Planetenräder 14 angeordnet
sind. Das Bezugszeichen 30 gekennzeichnet eine primäre Drehwelle, 32 eine
sekundäre
Drehwelle, 34 ein Sonnenrad, 36 ein Innenzahnrad
und 38 Distanzscheiben. Die Planetenrad-Baugruppe der Ausführungsform
ist aus den vorgenannten Einzelbauteilen zusammengesetzt.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird das Innenzahnrad setzen 30 derart gelagert, dass es
sich relativ zum Sonnenrad 34 und den Halterungen (den
Seitenwänden) 12 frei
drehen kann. Das Sonnenrad 34 weist Keilnuten bzw. schraubenförmig ausgebildete Zahnradzähne auf
dessen Innen- und Außenumfangsflächen auf.
Die primäre
Drehwelle 30 ist über eine
Keilwellenverbindung in der Innenumfangsfläche des Sonnenrads 34 befestigt.
Das Planetenrad 14 (der Außenring) weist in einer Innenumfangsfläche ein
Mittelloch auf und auf einer Außenumfangsfläche des
Planetenrads 14 sind schraubenförmige Zahnradzähne ausgebildet.
Die Lagerwelle 16 ist durch die Nadelrollen 17 und
die Halter 38 in einen Innenumfang des Planetenrads 14 eingesteckt.
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Die
Funktion der Planetenrad-Baugruppe wird mit dem fixierten Innenzahnrad
sechsten 30 beschrieben. Wenn die primäre Drehwelle 30 angetrieben
wird, drehen sich die Planetenräder 14,
da sich das Sonnenrad 34 zusammen damit dreht, um ihre eigenen
Achsen, während
sie um das Sonnenrad 34 umlaufen, und in Verbindung mit
dem Umlaufen der Planetenräder 14 um
das Sonnenrad 34 werden die Halterungen 12 und
die sekundäre
Drehwelle 32 angetrieben, wodurch die Drehkraft der primären Drehwelle 30 auf
die sekundäre
Drehwelle 32 übertragen wird,
während
sich die Geschwindigkeit reduziert. Wenn andererseits die sekundäre Drehwelle 32 angetrieben
wird, drehen sich die Planetenräder 14,
da sich die Halterungen 12 zusammen damit drehen, um ihre
eigenen Achsen, während
sie um das Sonnenrad 34 umlaufen, und in Verbindung mit
dem Umlaufen der Planetenräder 14 um
das Sonnenrad 34 werden das Sonnenrad 34 und die
primäre
Drehwelle 30 angetrieben, wodurch die Drehkraft der sekundären Drehwelle 32 auf
die primäre
Drehwelle 30 übertragen
wird, während
sich die Geschwindigkeit erhöht.
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Bei
der oben beschriebenen Bauform sind die Befestigungsöffnungen 18 in
den Halterungen (den Seitenwänden) 12 koaxial
zueinander vorgesehen und die so vorgesehenen Befestigungsöffnungen 18 sind
in einer Form mit einem sechseckigen Querschnitt (einer nicht kreisförmigen Form)
ausgebildet, der axial über
die Halterungen 12 konstant ist. Die gesamte Oberfläche der
Lagerwelle 16 ist abgeschreckt und die Einbauausnehmungen 22,
die einen sechseckigen Querschnitt aufweisen, sind an den Wellen-Stirnflächen 20 der
Lagerwelle 16 vorgesehen. Die Befestigungsöffnungen 18 in
den Halterungen 12 und die Einbauausnehmungen 22 auf
der Lagerwelle 16 sind an koaxialen Positionen angeordnet,
um einander gegenüberzuliegen.
Die Befestigungsstifte 24 sind in einer Stiftform mit einem
sechseckigen Querschnitts ausgebildet und deren Enden sind in die
Befestigungsöffnungen 18 und
die Einbauausnehmungen 22 eingepasst, die an den koaxialen Positionen
angeordnet sind, um einander gegenüberzuliegen. Die Lagerwelle 16 ist
an den Halterungen (den Seitenwänden) 12 durch
die Befestigungsstifte 24 nicht drehbar fixiert, die in
den Befestigungsöffnungen 18 und
den Einbauausnehmungen 22 eingepasst sind.
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Die
Lagerwelle 16 kann in der Planetenrad-Baugruppe auch durch
die Befestigungsstifte 24 an den Seitenwänden 12 fixiert
werden. Demzufolge muss die Härte
an den Wellen-Endbereichen der Lagerwelle 16 nicht, wie
es bei der herkömmlichen
Methode durchgeführt
wurde, bis zu einem solchen Umfang ausgehärtet werden, dass die Stirnflächen gequetscht
werden können,
und somit kann die ganze Lagerwelle 16 wärmebehandelt
werden, um eine große
Härte aufzuweisen,
um es dadurch zu ermöglichen,
eine Lagerwelle 16 herzustellen, die eine große Härte und
eine hohe Verschleißfestigkeit
in Anbetracht des Eintritts von Fremdkörpern auf eine Außenumfangsfläche (eine
Laufringfläche)
und des Verschleißes
der Laufringfläche
der Lagerwelle 16 aufweist. Somit können auch bei dieser Ausführungsform
eine Funktion und ein Vorteil ähnlich
denen der vorherigen Ausführungsform
vorgewiesen werden.