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Hintergrund der Erfindung
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(Bereich der Erfindung)
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein mit einem Wälzkörperkäfig ausgestattetes Wälzlager,
wie zum Beispiel ein Nadellager, welches in einer Anwendung ähnlich der,
in welcher das einen äußeren Laufring
aufweisende vollrollige Wälzlager
verwendet wird, verwendet werden kann, und bezieht sich ferner auf
ein Verfahren zum Montieren solcher Wälzlager. – Solch ein Wälzlager
ist aus
GB 44 50 90 A bekannt.
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(Beschreibung des Stands der Technik)
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In
der Anwendung, wo der äußere Durchmesser
des Lagers eingeschränkt
ist und andererseits eine relativ große Tragkraft erforderlich ist,
wurden bisher im Allgemeinen die vollrolligen Wälzlager verwendet. Da das vollrollige
Wälzlager
keine zwischen den benachbarten Wälzkörpern eingreifenden Stützen hat,
kann im Vergleich zu mit einem Käfig ausgestatteten
Wälzlager
die Anzahl der darin verwendeten Wälzkörper und daher die Tragkraft
erhöht werden.
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Da
das vollrollige Wälzlager
jedoch den Wälzkörperkäfig nicht
verwendet, wird oft die Erfahrung gemacht, dass einige oder alle
der Wälzkörper dazu
neigen, sich während
des Betriebs aus der richtigen Position zu lösen oder abzufallen, bevor
das vollrollige Wälzlager
an einer Maschine oder Ausrüstung
installiert wird. Aus diesem Grund wurden bisher verschiedene Vorschläge gemacht,
um eine Unabnehmbarkeit der Wälzkörper zu
erreichen, d. h., dass man es dem Wälzkörper erlaubt, in Position gehalten zu
werden. Zum Beispiel offenbart die veröffentlichte Patentpublikation
Nr. 6-307456 Wälzkörper, bei
de nen jede ihrer gegenüberliegenden
Endflächen
gespitzt koaxial nach außen
ausgebildet sind, so dass ein pressebearbeiteter äußerer Laufring
mit an seinen gegenüberliegenden
Enden gebildeten Bünden jeden
Wälzkörper mit
den die Spitzen des jeweiligen Wälzkörpers aufnehmenden
Bünden
aufnehmen kann. Zum Beispiel offenbart die veröffentlichte
japanische Patentpublikation Nr. 7-238940 die
Füllung
einer thermisch härtenden
Schmierung, um die Unabnehmbarkeit von Wälzkörpern im vollrolligen Wälzlager
zu erreichen.
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Das
erste die mit den Spitzen gebildeten Wälzkörper verwendende vollrollige
Wälzlager
hat die folgenden Probleme: Die effektive Länge jedes Wälzkörpers neigt dazu, um ein der
Größe der darin ausgebildeten
Spitzen entsprechendes Maß verringert
zu werden.
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Da
die gegenüberliegenden
Endflächen
eines jeden Wälzkörpers gespitzt
sind oder Spitzen haben, neigt der Reibungsverschleiß der Wälzkörperendflächen dazu,
bedeutend zu sein, wenn das vollrollige Wälzlager in einer Umgebung verwendet wird,
wo eine induzierte Längskraft
groß ist.
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Da
die gegenüberliegenden
Endflächen
eines jeden Wälzkörpers gespitzt
sind oder Spitzen haben, ist der Wälzkörper, verglichen mit dem flache Endflächen aufweisenden
Wälzkörper, kostspielig.
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Andererseits
weist das zweite die thermisch härtende
Schmierung verwendende vollrollige Wälzlager die folgenden Probleme
auf:
Die Verwendung der thermisch härtenden Schmierung schränkt die
Temperatur ein, unter welcher das vollrollige Wälzlager betrieben werden kann.
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Der
Schmierungstyp und der Öltyp
sind eingeschränkt.
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In
Bezug auf das Vorhergehende wurde vorgeschlagen, dass im mit einem
Käfig ausgestatteten Wälzlager
ein allgemein ringförmiger,
eine Vielzahl von mit einem Abstand in dessen Umfangsrichtung definierten
Taschen aufweisender Wälzkörperkäfig aus
einem synthetischen Harz in dessen radialer Richtung verformbar
gemacht wird, und andererseits hält
eine zwischen den benachbarten Taschen vorhandene Stütze den
jeweiligen Wälzkörper von
einer radial inneren Seite des Wälzlagers
ab und hat einen Außendurchmesser,
kleiner als der Durchmesser des Wälzkreises, in welchem die Wälzkörper angeordnet sind.
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Gemäß der vorgeschlagenen
Bauform können
die Wälzkörper in
den jeweiligen Taschen des Wälzkörperkäfigs zurückgehalten
werden, nachdem die Wälzkörper um
einen Innenumfang des äußeren Laufrings
montiert wurden, und der Wälzkörperkäfig in die
kreisförmige
Reihe der Wälzkörper, während sich
ein Teil des Wälzkörperkäfigs radial
gegen seine eigene Elastizität
verformt und indem man es anschließend dem Wälzkörperkäfig erlaubt, die ursprüngliche
Form oder den Durchmesser wiederherzustellen.
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Jedoch
hat sogar das vollrollige Wälzlager der
vorgeschlagenen Bauform die folgenden Probleme:
Da die Montage
erfordert, dass ein Teil des Wälzkörperkäfigs radial
gegen seine eigene Elastizität
verformt wird, ist äußerste Sorgfalt
erforderlich, um eine unerwünschte
Verringe rung in Formgenauigkeit des Wälzkörperkäfigs nach der Montage zu verhindern, welche
ansonsten als ein Resultat der Verformung entstehen würde.
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Da
während
der Montage dieser Teil des Wälzkörperkäfigs radial
gegen seine eigene Elastizität
verformt wird, ist es schwierig, eine Automatisierung der Montage
zu erreichen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Dementsprechend
wurde die vorliegende Erfindung ausgearbeitet, um die verschiedenen
Probleme und Schwierigkeiten, die dem vollrolligen Wälzlager
innewohnen, wesentlich zu eliminieren, und es ist beabsichtigt,
ein einen Wälzkörper verwendendes verbessertes
Wälzlager
zur Verfügung
zu stellen, welches eine exzellente Montagefähigkeit hat, in dem Sinn, dass
die Montagelinie automatisiert werden kann.
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Diesbezüglich ist
es eine wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zum Montieren der oben genannten Wälzlager zur Verfügung zu
stellen.
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Um
diese Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, stellt die vorliegende
Erfindung gemäß eines
ersten Aspekts davon ein Wälzlager
gemäß Anspruch
1 zur Verfügung.
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Gemäß des ersten
Aspekts der vorliegenden Erfindung kann, wenn das Wälzlager
montiert wird, nachdem die Wälzkörper im
Inneren des äußeren Laufrings
angeordnet wurden, der Wälzkörperkäfig in die
kreisförmige
Reihe der Wälzkörper von
der Seite der Schlitzöffnungen
durch Zusammenziehen eines axialen Endes oder des anderen axialen
Endes des Wälzkörperkäfigs radial
nach innen eingeführt
werden. Danach wird eine äußere, am
Wälzkörperkäfig anliegende
Kraft, um den Wälzkörperkäfig radial nach
innen zusammenzuziehen, freigegeben, um es dem Wälzkörperkäfig als Ganzes zu erlauben,
die ursprüngliche
Form wiederherzustellen, vervollständigend die Montage des Wälzlagers
mit den innerhalb der jeweiligen Taschen aufgenommenen Wälzkörpern. Im
Hinblick auf das Vorhandensein der Schlitze kann der Wälzkörperkäfig während der
Einführung elastisch
durch die Elastizität
des zum Bilden des Wälzkörperkäfigs verwendeten
Materials verformt werden, und daher kann die Biegeverformung des Wälzkörperkäfigs zweckmäßigerweise
verringert werden, und eine unerwünschte Verringerung in Formgenauigkeit,
hervorgerufen durch die Verformung, kann zweckmäßigerweise verhindert werden, wodurch
sich die Montagefähigkeit
und Montagegenauigkeit erhöhen.
Ferner kann die Montage automatisiert werden.
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Gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform
können
die Stützen
des Wälzkörperkäfigs außerhalb
des Wälzkreises
der kreisförmigen
Reihe der Wälzkörper angeordnet
werden, da die Stützen
des Wälzkörperkäfigs die
Wälzkörper von
der radial inneren Seite des Wälzlagers
zurückhalten,
während
jede zwischen den benachbarten Wälzkörpern angeordnet
wird, und gleichzeitig der Außendurchmesser
des durch die jeweiligen Stützen
beschriebenen Kreises kleiner als der Durchmesser des Wälzkreises
der kreisförmigen
Reihe der Wälzkörper gewählt wird. Aus
diesem Grund vergrößert keine
der Stützen
den Abstand zwischen den benachbarten Wälzkörpern und daher kann die Anzahl
der verwendeten Wälzkörper zweckmäßigerweise
auf einen mit der in vollrolligen Wälzlagern verwendeten vergleichbaren Wert
erhöht
werden, während
das Wälzlager
der vorliegenden Erfindung eine Unabnehmbarkeit der Wälzkörper durch
die Verwendung des Wälzkörperkäfigs aufweist.
Dementsprechend trägt
das Wälzlager
der vorliegenden Erfindung wesentlich zu einer Eliminierung der
bisher gefundenen verschiedenen Probleme mit den vollrolligen Wälzlagern
bei.
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In
der Anwendung der vorliegenden Erfindung kann jeder der Schlitze
gleichzeitig als Tasche zum Aufnehmen der entsprechenden Wälzkörper darin
dienen. Mit anderen Worten kann ein Ringteil an einem Ende des Wälzkörperkäfigs an
einer Stelle der entsprechenden Tasche verringert werden, um einen verringerten
Bereich zu definieren, so dass jeder der Schlitze durch die jeweilige
Tasche und den verringerten Bereich dargestellt werden kann.
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Indem
man es den Wälzkörpern erlaubt,
im Inneren der Schlitze angeordnet zu werden, kann die Anzahl der
Wälzkörper erhöht werden,
und daher kann die Tragkraft des Wälzlagers zweckmäßigerweise
erhöht
werden.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Breite jedes der Schlitze, gemessen
in einer Umfangsrichtung des Wälzkörperkäfigs, und
die Anzahl der im Wälzkörperkäfig verwendeten
Schlitze so gewählt werden,
dass der Außendurchmesser
eines Ringkörpers,
der sich durch ein durch Verbinden der sich umfänglich erstreckenden gewölbten Abschnitte
des Wälzkörperkäfigs, ausschließlich der
Schlitze, angenommenes Ringteil ergibt, kleiner als der Innendurchmesser
eines durch eine kreisförmige
Reihe der Wälzkörper einbeschriebenen
Kreises sein. Gemäß dieses
bevorzugten Merkmals kann, nachdem die Wälzkörper im Inneren des äußeren Laufrings
angeordnet wurden, die Tätigkeit
des Einführens
des Wälzkörperkäfigs in
die kreisförmige
Reihe der Wälzkörper leicht
durchgeführt
werden, indem man zuerst die Seite der Schlitzöffnungen einführt, während diese
Seite radial nach innen zusammengezogen wird, was zu einer Erhöhung der
Montagefähigkeit.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann wenigstens eines der gegenüberliegen äußeren Umfangsenden des
Wälzkörperkäfigs so
abgefast sein, um eine schräge
Form oder abgerundete Form darzustellen. Das abgefaste äußere Umfangsende
kann es dem Wälzkörperkäfig erlauben,
problemlos in die kreisförmige
Reihe der Wälzkörper während dessen
Montage eingeführt
zu werden, was zu einer weiteren Erhöhung der Montagefähigkeit
führt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt gemäß eines zweiten
Aspekts davon ein Wälzlager
gemäß Anspruch
5 zur Verfügung.
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Auch
mit dem Wälzlager
gemäß des zweiten Aspekts
der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl der verwendeten Wälzkörper zweckmäßigerweise auf
einen mit dem in vollrolligen Wälzlager
verwendeten vergleichbaren Wert erhöht werden, während das Wälzlager
der vorliegenden Erfindung eine Unabnehmbarkeit des Wälzkörpers durch
die Verwendung des Wälzkörperkäfigs aufweist.
Ferner kann die Montagefähigkeit
erhöht
und die Montage automatisiert werden.
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Das
Wälzlager
gemäß des zweiten
Aspekts der vorliegenden Erfindung kann, nachdem die Wälzkörper im
Inneren des äußeren Laufrings
angeordnet wurden, durch Einführen
des Wälzkörperkäfigs in
die kreisförmige
Reihe des Wälzkörpers von
der Seite eines axialen Endes des Wälzkörperkäfigs montiert werden, wo der
geteilte Bereich definiert ist, indem solch ein Ende radial nach
innen zusammengezogen wird und es dann dem Wälzkörperkäfig erlaubt, die ursprüngliche
Form oder den Durchmesser durch den dem zum Bilden des Wälzkörperkäfigs verwen deten
Materials eigenen Elastizitätseffekt
wiederherzustellen. Zu dieser Zeit kann der Wälzkörperkäfig während der Einführung durch
seine eigene Elastizität
elastisch verformt werden und daher kann die Biegeverformung des
Wälzkörperkäfigs zweckmäßigerweise
verringert werden, und eine unerwünschte Verringerung in der
Formgenauigkeit, hervorgerufen durch die Verformung, kann zweckmäßigerweise
verhindert werden, wodurch sich die Montagefähigkeit und die Montagegenauigkeit
erhöht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann einer der Wälzkörper im Inneren des geteilten
Bereichs im Wälzkörperkäfig angeordnet
werden. Dies ist besonders zweckmäßig, da die Anzahl der Wälzkörper erhöht werden
kann, und ferner die Tragkraft des Wälzlagers erhöht werden
kann.
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Die
vorliegende Erfindung stellt des Weiteren Verfahren zum Montieren
des Wälzlagers
gemäß der Ansprüche 7 und
8 zur Verfügung.
Das erste Montageverfahren kann zweckmäßigerweise angewendet werden,
um das Wälzlager
zu montieren, welches die Schlitze nur an einem axialen Ende des
Wälzkörperkäfigs definiert
hat. Dieses erste Montieren enthält ein
Anordnen der Wälzkörper im
Inneren des äußeren Laufrings,
um eine kreisförmige
Reihe des Wälzkörpers zu
bilden, und ein axiales Einführen
des Wälzkörperkäfigs in
die kreisförmige
Reihe der Wälzkörper durch
Zusammenziehen solch eines axialen Endes des Wälzkörperkäfigs radial nach innen, welcher
als erstes in den äußeren Laufring
mittels eines eine konische innere Oberfläche aufweisenden erweiterbaren
Spannwerkzeugs einzuführen
ist, und anschließend,
indem man den Wälzkörperkäfig mittels
einer Schiebespannvorrichtung in eine Position im Inneren der kreisförmigen Reihe
der Wälzkörper schiebt
und indem man es dem Wälzkörperkäfig ferner
erlaubt, durch den Elastizitätseffekt,
der einem zum Bilden des Wälzkörperkäfigs verwendeten
Materials eigen ist, die ursprüngliche
Form oder den Durchmesser wiederherzustellen.
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Mit
dem ersten Montageverfahren kann der Wälzkörperkäfig leicht axial in die kreisförmige Reihe der
Wälzkörper eingeführt werden,
auch wenn der Wälzkörperkäfig die
Schlitze nur an einem Ende davon aufweist, da der Wälzkörperkäfig durch
die Verwendung der Schiebespannvorrichtung geschoben wird, indem
ein axiales Ende davon (die Seite der Schlitzöffnungen) mittels des eine
konische innere Oberfläche
aufweisenden erweiterbaren Spannwerkzeugs radial nach innen zusammengezogen
wird. Ferner wird keine unerwünschte
Kraft auf den Wälzkörperkäfig während des
Einführens
einwirken, und daher kann eine Verringerung in Formgenauigkeit, welche
ansonsten als ein Resultat der Verformung während des Einführens hervorgerufen
werden würde,
verhindert werden, was zu einer Erhöhung der Montagefähigkeit
und Montagegenauigkeit führt.
Zusätzlich
kann die Montage automatisiert werden.
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Das
zweite Montageverfahren kann zweckmäßigerweise angewendet werden,
um das Wälzlager
zu montieren, welches die Schlitze an den gegenüberliegenden axialen Enden
des Wälzkörperkäfigs definiert
hat. Dieses zweite Montageverfahren enthält Anordnen der Wälzkörper im
Inneren des äußeren Laufrings,
um eine kreisförmige
Reihe der Wälzkörper zu
bilden, und axiales Einführen
des Wälzkörperkäfigs in
die kreisförmige
Reihe der Wälzkörper durch
Schieben des Wälzkörperkäfigs in
eine eine konische innere Oberfläche
aufweisende Führungsspannvorrichtung,
während
eines der gegenüberliegenden
axialen Enden, welches als erstes in die kreisförmige Reihe der Wälzkörper zu
schieben ist, mittels der Führungsspannvorrichtung
radial nach innen zusammengezogen wird, und anschließend, indem
man es dem Wälzkörperkäfig erlaubt,
durch den Elastizitätseffekt,
der einem zum Bilden des Wälzkörperkäfigs verwenden
Materials eigen ist, die ursprüngliche
Form oder den Durchmesser wiederherzustellen.
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Gemäß dem zweiten
Montageverfahren kann das Wälzlager
lediglich durch Schieben des Wälzkörperkäfigs in
die Führungsspannvorrichtung leicht
montiert werden, ohne irgendeine Spannvorrichtung, wie zum Beispiel
ein Spannfutter, zu verwenden. In solch einem Fall kann die Biegeverformung
des Wälzkörperkäfigs zweckmäßigerweise verringert
werden, und eine unerwünschte
Verringerung in Formgenauigkeit, hervorgerufen durch die Verformung,
kann zweckmäßigerweise
verhindert werden, wodurch sich die Montagefähigkeit und die Montagegenauigkeit
erhöht.
Ferner kann, da der Wälzkörperkäfig die
Schlitze an seinen gegenüberliegenden
Enden aufweist, die Einführungsrichtungsbedingung
des Wälzkörperkäfigs eliminiert
werden, was zu einer weiteren Erhöhung der Montagefähigkeit führt. Zusätzlich kann
die Automatisierung der Montage mit einer einfachen Ausrüstung erreicht
werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Auf
jeden Fall wird die vorliegende Erfindung aus der folgenden Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
davon besser verständlich
werden, wenn man die beiliegenden Zeichnungen mit heranzieht. In
den beiliegenden Zeichnungen werden als Referenz Ziffern verwendet,
um in den einzelnen Ansichten Teile zu kennzeichnen
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1A ist
eine unvollständige
Längsschnittansicht
eines Wälzlagers
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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1B ist
ein unvollständige
Querschnittansicht des in 1A gezeigten
Wälzlagers;
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2A ist
eine einen Teil eines im in 1A gezeigten
Wälzlagers
verwendeten Wälzkörperkäfigs zeigende
unvollständige
Draufsicht;
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2B ist
eine eine modifizierte Form des Wälzkörperkäfigs zeigende Ansicht, ähnlich der 2A;
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2C ist
eine eine weitere modifizierte Form des Wälzkörperkäfigs zeigende Ansicht, ähnlich der 2A;
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3 ist
ein den Wälzkörperkäfig zeigendes erläuterndes
Diagramm, bevor der letztere radial nach Innen verformte wird, gezeigt
im Vergleich zu dem, nachdem es radial nach innen verformt wurde;
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4 ist
ein die Arten, in welchen das Wälzlager
montiert wird, zeigendes erläuterndes
Diagramm;
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5 ist
ein die verschiedenen Arten, in welchen das Wälzlager montiert wird, zeigendes
erläuterndes
Diagramm;
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6A ist
eine die verschiedenen Arten, in welchen Wälzkörper im Wälzkörperkäfig angeordnet werden, zeigende
unvollständige
Draufsicht des Wälzlagers;
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6B ist
eine zur 6a ähnliche, die verschiedenen
Arten, in welchen die Wälzkörper im Wälzkörperkäfig angeordnet
werden, zeigende Ansicht;
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7 ist
eine unvollständige
Längsschnittansicht
des einen durch Schleifen gebildeten äußeren Laufring aufweisenden
Wälzlagers;
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8A ist
eine unvollständige
Längsschnittansicht
des Wälzlagers
gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8B ist
eine der 8A ähnliche, das Wälzlager
gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigende Ansicht; und
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9A, 9B, 9C sind
jeweils verschiedene im Wälzkörperkäfig verwendete
geteilte Bereiche zeigende erläuternde
Diagramme.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsformen
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Unter
besonderer Bezugnahme auf die 1 bis 6 wird ein Wälzlager gemäß einer ersten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben werden. Das Wälzlager
enthält
einen eine innere Umfangsfläche
aufweisenden äußeren Laufring 1,
eine Vielzahl von in einer kreisförmigen Reihe angeordneten und
in rollendem Kontakt mit einer durch die innere Umfangsfläche des äußeren Laufrings
definierten Laufbahn 1a gehaltenen Wälzkörpern 2, und einen
ringförmigen Wälzkörperkäfig 3.
Der Wälzkörperkäfig 3 weist
in einem in dessen Umfangsrichtung definierten Abstand Taschen 4 auf,
um eine leiterartige oder eine stufenartige Struktur zu bilden.
Der Wälzkörperkäfig 3 weist auch
Stützen 5 auf,
von denen jede zwischen den benachbarten Taschen 4 definiert
ist. Jede Stütze 5 ist so
zwischen den benachbarten Wälzkörpern 2 angeordnet,
dass der Wälzkörper 2 von
einer radial inneren Seite des Wälzlagers
zurückgehalten
werden kann.
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Der äußere Laufring 1 weist
seine mit sich radial nach innen erstreckenden Bünden 1b gebildeten Enden
auf und ist von einem gezogenen Bechertyp, dass heißt, ein
aus einer Stahlplatte durch die Verwendung einer Druckpresse hergestellter
Formling.
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Der
Wälzkörperkäfig 3 wird
aus einem elastisch verformbaren synthetischen Harz, wie zum Beispiel
Polyamid (zum Beispiel PA66 oder PA46) oder Polyacetal, hergestellt.
Wenn das synthetische Harz ein unverstärktes synthetisches Harz oder
ein verstärktes
synthetisches Harz ist, das nicht mehr als 30% Verstärkungsfasern,
wie zum Beispiel Karbonfasern oder Glasfasern, enthält, kann
der resultierende Wälzkörperkäfig 3 eine
Flexibilität
und eine Beanspruchbarkeit gemäß der Lagergröße und der
Lageranwendung aufweisen.
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Wie
in jeder einzelnen der 2A bis 2C gezeigt
ist, sind gegenüberliegenden
axialen Enden des Wälzkörperkäfigs 3 in
der Form eines Ringteils 6, mit den in gleichen Abständen zwischen den
gegenüberliegenden
Ringteilen 6 in dessen Umfangsrichtung zur Verfügung gestellten
Stützen 5.
Ein Abstand zwischen den benachbarten Stützen 5 definiert die
Tasche 4 zur Aufnahme des jeweiligen Wälzkörpers 2.
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Wie
in 1B gezeigt ist, weist jede der Stützen 5 des
Wälzkörperkäfigs 3 im
Querschnitt eine allgemein dreieckige Form auf. Der Wälzkörperkäfig 3 hat
einen Innendurchmesser d3i, welcher bis zu 0,1 mm oder mehr größer als
der Maximaldurchmesser d2i des durch die kreisförmige Reihe der Wälzkörper 2 einbeschriebenen
Kreises ist. Die Differenz zwischen dem Innendurchmesser d3i und
dem Maximaldurchmesser d2i ist vorzugsweise gleich oder größer als
der spezifische Wert von 0,1 mm, ungeachtet der Lagergröße. Der
Außendurchmesser d3o
des durch jeweilige Spitzen der Stützen 5 beschriebenen
Kreises wird bis zu, zum Beispiel, 0,1 mm oder mehr kleiner als
der Durchmesser des Wälzkreises
PCD gewählt.
Die Differenz zwischen dem Außendurchmesser
d3o und dem Wälzkreisdurchmesser
PCD kann ein Wert sein, der gleich oder größer als der vorher festgelegte
Wert gemäß der Lagergröße oder
dergleichen ist. Jede der Stützen 5 weist
eine Dicke oder eine Umfangsbreite B auf, die vorzugsweise innerhalb
des Bereichs von 15 bis 30% des Durchmessers des Wälzkörpers 2 gewählt wird.
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Wie
in jeder einzelnen der 2A bis 2C gezeigt
ist, weist der Wälzkörperkäfig 3 die leiterartige
oder stufenartige Struktur auf, in welcher Taschen 4 mit
einem darin definierten Abstand in dessen Umfangsrichtung sind,
und in welcher axiale Schlitze 7, 7A an einer
Vielzahl von Stellen in dessen Umfangsrichtung so gebildet sind,
um sich zwischen den Taschen 4 von einem axialen Ende oder
dem anderen axialen Ende des Wälzkörperkäfigs in
eine an das gegenüberliegende
axiale Ende oder einem axialen Ende benachbarte Position zu erstrecken.
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Speziell 2A zeigt
den Wälzkörperkäfig 3,
in welchem die axialen Schlitze 7 darin so gebildet sind,
um sich von einem axialen Ende (einem linken Ende, wie in 2A gezeigt)
in Richtung des anderen axialen Endes (einem rechten Ende, wie in 2A gezeigt)
des Wälzkörperkäfigs 3 zu
erstrecken. Im Gegensatz dazu zeigt 2B den
Wälzkörperkäfig 3,
in wel chem sich die axialen Schlitze 7 von einem axialen
Ende in Richtung des anderen axialen Endes des Wälzkörperkäfigs 3 erstrecken,
und die sich vom anderen axialen Ende in Richtung eines axialen
Endes des Wälzkörperkäfigs 3 erstreckenden axialen
Schlitze 7 so angeordnet sind, um sich miteinander in einer
Umfangsrichtung des Wälzkörperkäfigs 3 mit
den jeweils dazwischen eingeschalteten Taschen 4 abzuwechseln.
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In
beiden der jeweils in den 2A und 2B gezeigten
Wälzkörperkäfige 3 werden
die axialen Schlitze 7 von einem Segment umfasst, in welchem
ein Teil des Ringteils 6 zwischen den benachbarten Stützen 5 im
Wesentlichen vollständig verringert
ist, und einem Segment, welches gleichzeitig als eine Tasche zwischen
den benachbarten Stützen 5 dient.
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2C zeigt
den Wälzkörperkäfig 3,
in welchem sich die axialen Schlitze 7 und 7A von
einem axialen Ende (einem linken Ende, wie in 2C gezeigt)
erstrecken. Speziell die axialen Schlitze 7 werden von
einem Segment, in welchem ein Teil des Ringteils 6 zwischen
den benachbarten Stützen 5 im Wesentlichen
vollständig
verringert ist, und einem Segment umfasst, welches gleichzeitig
als eine Tasche zwischen den benachbarten Stützen 5 dient. Andererseits
werden die axialen Schlitze 7A von einem Segment, in welchem
ein Teil des Ringteils 6 zwischen den benachbarten Stützen 5 teilweiße an einer
Stelle 6a verringert ist, und einem Segment umfasst, welches
gleichzeitig als eine Tasche zwischen den benachbarten Stützen 5 dient.
Die axialen Schlitze 7 und 7A sind so im Wälzkörperkäfig 3 gebildet, dass
sie sich miteinander in einer Umfangsrichtung des Wälzkörperkäfigs 3 abwechseln.
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Es
sollte erwähnt
werden, dass in beiden der jeweils in 2A und 2B gezeigten
Wälzkörperkäfige 3 die
Taschen 4 und die Schlitze 7 so gebildet sind,
dass sie sich miteinander in einer Umfangsrichtung des entsprechenden
Wälzkörperkäfigs 3 abwechseln,
und jede der Stützen 5 ist
zwischen der jeweiligen Tasche 4 und dem benachbarten Schlitz 7, welcher
gleichzeitig als Tasche dient, definiert.
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Jedoch
kann im in 2C gezeigten Wälzkörperkäfig 3 jeder
der Schlitze 7A aus jedem Set der Taschen 4 gebildet
werden, während
jede der Stützen 5 zwischen
der jeweiligen Tasche 4 und dem gleichzeitig als Tasche
dienenden benachbarten Schlitz 7 zur Verfügung gestellt
wird. Zusätzlich,
obwohl nicht gezeigt, werden einige der Stützen 5 auch zwischen
den kontinuierlich linear definierten Taschen 4 zur Verfügung gestellt.
Ferner kann im in jeder der 2A und 2B gezeigten
Wälzkörperkäfig 3 jeder
der Schlitze 7 aus jedem Set der Taschen 4, nicht
jeder einzelnen Tasche 4, gebildet werden.
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Jede
der zwischen jeder der Taschen 4 und dem dazugehörigen Schlitz 7 und
auch zwischen den benachbarten Taschen 4 angeordneten Stützen 5 kann
im Querschnitt eine dreieckförmige
Form aufweisen, wie in 1B gezeigt ist.
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3 zeigt
in einem erläuternden
Diagramm ein Ende des Wälzkörperkäfigs 3,
wo die Schlitze 7 (7A) gebildet sind, bevor der
Wälzkörperkäfig 3 radial nach
innen verformt wird, im Vergleich zu solch einem Ende, nachdem der
Wälzkörperkäfig 3 radial nach
innen verformt wurde. Wie darin gezeigt, werden die Breite W jedes
der in einer Umfangsrichtung des Wälzkörperkäfigs 3 gemessenen
Schlitzes 7 (7A) und die Anzahl der Schlitze 7 (7A)
so gewählt, dass
der Außendurchmesser
d16o eines Ringkörpers 16,
der sich durch ein durch Verbinden der sich umfänglich erstreckenden gewölbten Abschnitte (Ringteil 6),
ausschließlich
der Schlitze 7 (7A), angenommenes Ringteil 6 ergibt,
kleiner als der Innendurchmesser d2i des einbeschriebenen Kreises
der kreisförmigen
Reihe der Wälzkörper 2 sein
kann. Wo die Taschen 4 und die Schlitze 7 so gebildet
sind, dass sie sich miteinander in der Umfangsrichtung abwechseln,
wie zum Beispiel im in jeder einzelnen der 2A und 2B gezeigten
Wälzkörperkäfig 3, kann
das erforderliche Verhältnis
zwischen dem Außendurchmesser
d16o und dem Innendurchmesser d2i normalerweise zufriedenstellend
sein, aber auch im Fall des Käfigs 3 aus 2C und/oder
auch wo die Anzahl der Schlitze 7 relativ gering und/oder
die Spaltbreite W der Schlitze 7 klein ist, muss das erforderliche
Verhältnis
zwischen dem Außendurchmesser
d16o und dem Innendurchmesser d2i des einbeschriebenen Kreises vorzugsweise
zufriedenstellend sein.
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Wo
der Wälzkörperkäfig 3 eine
Struktur aufweist, in welcher die Schlitze 7 (7A)
gebildet sind, kann das erste oder zweite Montageverfahren, wie
in 4 und 5 gezeigt, jeweils in der Anwendung der
vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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Mit
Bezug zuerst auf die das erste Verfahren zum Montieren des Wälzkörperkäfigs 3 zeigende 4 wird
speziell dieses Verfahren verwendet, um das mit einem Käfig ausgestattete,
den die nur an einem Ende davon definierten Schlitze 7 (7A)
aufweisenden Wälzkörperkäfig 3 verwendende
Wälzlager zu
montieren, wie in 2A und 2C gezeigt.
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Gemäß dieses
ersten Montageverfahrens wird, nachdem die Wälzkörper 2 im Inneren
des äußeren Laufrings 1 angeordnet
wurden, der Wälzkörperkäfig 3 axial
in die kreisförmige
Reihe der Wälzkörper 2 von
der Seite eines axialen Endes oder der Schlitzöffnungen 7 (7A)
eingeführt.
Das Anordnen der Wälzkörper 2 im
Inneren des äußeren Laufrings 1 wird
zum Beispiel durch Aufbringen eines Fetts auf jeden der Wälzkörper 2 und
durch Erlauben der individuellen Wälzkörper 2, an der inneren
Umfangsfläche
des äußeren Laufrings 1 durch
den Effekt einer durch das aufgebrachte Fett bewirkten Hafteigenschaft
zu haften, erreicht. Die Tätigkeit
des Einführen des
Wälzkörperkäfigs 3 in
die kreisförmige
Reihe des Wälzkörpers 2 wird
durch Zusammenziehen solch eines axialen Endes des Wälzkörperkäfigs 3 radial nach
innen, welcher als erstes in den äußeren Laufring 1 mittels
eines eine konische innere Oberfläche aufweisenden erweiterbaren
Spannwerkzeugs 11 und anschließend durch Schieben des Wälzkörperkäfigs 3 mittels
einer Schiebespannvorrichtung 12 in eine Position im Inneren
der kreisförmigen
Reihe der Wälzkörper 2 eingeführt wird,
erreicht. Nach dem Einführen
des Wälzkörperkäfigs 3 ist
es dem Wälzkörperkäfig 3 erlaubt,
die ursprüngliche
Form oder den Durchmesser durch den Elastizitätseffekt, der einem zum Bilden
des Wälzkörperkäfigs 3 verwendenden
Material eigen ist, wiederherzustellen. Auf diesem Weg werden die
Wälzkörper 2 eingeführt und
in den jeweiligen Taschen 4 des Wälzkörperkäfigs 3 zurückgehalten.
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Das
erweiterbare Spannwerkzeug 11 kann aus einem eine Vielzahl
von in einer kreisförmigen Reihe
angeordneten geteilten Futtersegmenten enthaltenen Typs sein, und
kann in der Form eines Spannfutters verfügbar sein.
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Da
im ersten Montageverfahren der Wälzkörperkäfig 3 durch
den Elastizitätseffekt,
der einem zum Bilden des Wälzkörperkäfigs 3 verwendenden Material
eigen ist, elastisch verformt werden kann, kann eine Biegeverformung
des Wälzkörperkäfigs 3 vorzugsweise
verringert werden, und eine unerwünschte Verringerung in Formgenauigkeit,
hervorgerufen durch die Verformung, kann zweckmäßigerweise verhindert werden,
wodurch sich die Montagefähigkeit
und Montagegenauigkeit erhöhen.
Ferner kann das erste Montageverfahren automatisiert werden.
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Nun
wird mit Bezug auf die das zweite Verfahren zum Montieren des Wälzkörperkäfigs 3 zeigende 5 speziell
dieses Verfahren verwendet, um das mit einem Käfig ausgestattete, den die
an gegenüberliegenden
axialen Enden davon definierten Schlitze 7 aufweisenden
Wälzkörperkäfig 3 verwendende
Wälzlager
zu montieren, wie es in 2B gezeigt
ist.
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Ferner
wird in der Anwendung dieses zweiten Montageverfahrens, nachdem
die Wälzkörper 2 im
Inneren des äußeren Laufrings 1 angeordnet
wurden, der Wälzkörperkäfig 3 axial
in die kreisförmige Reihe
der Wälzkörper 2 eingeführt. Jedoch
wird die Aufgabe des Einführens
des Wälzkörperkäfigs 3 in diesem
zweiten Verfahren durch Zusammenziehen eines der beiden axialen
Enden oder des andere axiale Endes des Wälzkörperkäfigs 3 radial nach
innen erreicht, welcher als erstes in den äußeren Laufring 1 mittels
einer eine konische innere Umfangsfläche aufweisende Schiebespannvorrichtung 13 eingeführt wird,
in welche der Wälzkörperkäfig 3 geschoben wird,
um den Durchmesser solch eines Wälzkörperkäfigs 3 zu
verringern. Nach dem Einführen
des Wälzkörperkäfigs 3 ist
es dem Wälzkörperkäfig 3 erlaubt,
die ursprüngliche
Form wiederherzustellen, um durch den Elastizitätseffekt, der einem zum Bilden des
Wälzkörperkäfigs 3 verwendenden
Material eigen ist, die ursprünglich
Form anzunehmen, um dadurch das Einführen der Wälzkörper 2 in die jeweiligen
Taschen 4 im Wälzkörperkäfig 3 zu
erreichen.
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Wie
oben beschrieben, wo der Wälzkörperkäfig 3 die
Schlitze 7 an den gegenüberliegenden
axialen Enden in dessen Umfangsrichtung aufweist, um eine leiterartige
Struktur zu bilden, kann das Wälzlager
lediglich durch Schieben des Wälzkörperkä figs 3 in
die Schiebespannvorrichtung 13 leicht montiert werden,
ohne irgendein Spannwerkzeug zu verwenden. Auch in diesem Fall kann
eine Biegeverformung des Wälzkörperkäfigs 3 zweckmäßigerweise
verringert werden, und eine unerwünschte Verringerung in Formgenauigkeit,
hervorgerufen durch die Verformung, kann zweckmäßigerweise verhindert werden, wodurch
sich die Montagefähigkeit
und die Montagegenauigkeit erhöhen.
Ferner kann, da der Wälzkörperkäfig 3 die
an gegenüberliegenden
axialen Enden davon angeordneten Schlitze 7 aufweist, der
Wälzkörperkäfig 3 von
einer der beiden axialen Endseiten oder der anderen axialen Endseite
während
der Einführung
eingeführt
werden, was es erlaubt, die Montagefähigkeit weiter zu erhöhen. Ferner
kann zusätzlich
das zweite Montageverfahren mit einer vereinfachten Struktur automatisiert
werden.
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6 zeigt einen montierten Zustand des Wälzkörperkäfigs 3,
in welchem die Wälzkörper 2 in die
jeweiligen Taschen 4 des Wälzkörperkäfigs 3 eingeführt wurden.
Speziell 6A zeigt den die nur an einem
axialen Ende davon definierten Schlitze 7 aufweisenden
Wälzkörperkäfig 3,
wie in 2A gezeigt, in welchem die Wälzkörper 2 nicht
nur in den Taschen 4, sondern auch in den Schlitzen 7 aufgenommen
sind. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Tragkraft des Wälzlagers
erhöht
werden kann. Andererseits zeigt 6B den
die an den gegenüberliegenden
axialen Enden davon definierten Schlitze 7 aufweisenden
Wälzkörperkäfig 3,
wie in 2B gezeigt, in welchem die Wälzkörper 2 nicht
nur in den Taschen, sondern auch in den Schlitzen 7 aufgenommen
sind.
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Mit
dem wie hierin beschriebenen so konstruierten Wälzlager kann eine unerwünschte Separation
oder Trennung der Wälzkörper 2 vom
Wälzkörperkäfig 3 effektiv
verhindert werden, da die zwischen den benachbarten Taschen 4 und
auch zwischen den Taschen 4 und den Schlitzen 7, 7A vorhandenen
Stützen 5 so
zwischen den benachbarten Wälzkörpern 2 angeordnet
sind, um die Wälzkörper 2 in
Position von der radial inneren Seite des Wälzlagers zurückzuhalten,
und da der Außendurchmesser d3o
des durch jeweilige Spitzen der Stützen 5 des Wälzkörperkäfigs 3 beschriebenen
Kreises kleiner als der Durchmesser eines wie hierin beschriebenen Wälzkreises
PCD gewählt
wird.
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Es
sollte erwähnt
werden, dass, obwohl in der vorhergehenden Ausführungsform der äußere Laufring 1 als
in der Form des pressebearbeiteten Produkts verwendet beschrieben
wurde, der äußere Laufring 1 durch
Schleifen hergestellt werden kann, wie in 7 gezeigt.
Ferner kann mit dem äußeren Laufring 1 des
maschinell hergestellten Produktes der Wälzkörperkäfig 3 im Inneren des äußeren Laufrings 1 mit
einer erhöhten
Montagefähigkeit
und einer erhöhten
Montagegenauigkeit verbunden werden.
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Zusätzlich ist,
wie in 8 gezeigt, wenigstens eines
der gegenüberliegenden äußeren Umfangsenden 3a des
Wälzkörperkäfigs 3 vorzugsweise
so gebildet, eine abgefaste Form darzustellen, welche beides, abgeschrägt oder
gerundet, sein kann.
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Speziell 8A zeigt
die eine schräge
Bauform darstellenden gegenüberliegenden äußeren Umfangsenden 3a,
welche im die an den gegenüberliegenden
axialen Enden davon definierten Schlitze 7 aufweisenden
Wälzkörperkäfig 3 verwendet
werden kann, wie in 2B gezeigt. Die Verwendung der schrägen Bauform
in den gegenüberliegenden äußeren Umfangsenden 3a des
Wälzkörperkäfigs 3 ist zweckmäßig, da
die Einführung
des Wälzkörperkäfigs 3 in
die kreisförmige
Reihe des Wälzkörpers 2 von
einer axialen Richtung während
der Montage problemlos erreicht werden kann, was zu einer Erhöhung der
Montagefähig keit
führt.
Da bei dem Wälzkörperkäfig 3 aus 2B die
gegenüberliegenden Umfangsenden 3a abgeschrägt ausgebildet
sind, kann die Einführung
des Wälzkörperkäfigs 3 in
die kreisförmige
Reihe des Wälzkörpers 2 zweckmäßigerweise
problemlos in jede der axialen Richtungen erreicht werden. Es sollte
erwähnt
werden, dass der äußere Laufring 1 von 8 durch Schleifen hergestellt wird.
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8B zeigt
eines der eine gerundete Bauform darstellenden gegenüberliegenden äußeren Umfangsenden 3a,
welche im die nur an einem axialen Ende davon definierten Schlitze 7 aufweisenden Wälzkörperkäfig 3 verwendet
werden kann, wie in jeder der 2A und 2C gezeigt.
Die gerundete Bauform wird nur am einen axialen Ende des Wälzkörperkäfigs 3 gebildet,
an welchem ein Ausfräsung hergestellt
ist, um den jeweiligen Schlitz 7 (7A) zu definieren.
Während
der Montage wird der Wälzkörperkäfig 3 in
die kreisförmige
Reihe des Wälzkörpers 2 von
der Seite der Schlitzöffnungen 7 (7A)
eingeführt. Dementsprechend
kann die Einführung
des Wälzkörperkäfigs 3 folglich
problemlos mit der erhöhten
Montagefähigkeit
durchgeführt
werden. Es sollte erwähnt werden,
dass im in 8A gezeigten Beispiel der äußere Laufring 1 in
der Form des pressebearbeiteten Produktes verwendet wird.
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Obwohl
beim Beschreiben der vorhergehenden Ausführungsform der Wälzkörperkäfig 3 so
gezeigt und beschrieben wurde, dass er die Mehrzahl der Schlitze 7 (7A)
in dessen Umfangsrichtung hat, kann der Wälzkörperkäfig 3 einen geteilten
Bereich 8 an einer Stelle davon in dessen Umfangsrichtung aufweisen,
wie in jeder der 9A und 9C gezeigt.
Dieser geteilte Bereich 8 ist in einem oder beiden der
Ringteile 6 an einer Seite oder gegenüberliegenden Seiten der Tasche 4 definiert.
Der geteilte Bereich 8 kann aus einer Bauform sein, in
wel cher eine in einem Ende des geteilten Ringteils 6 des
Wälzkörperkäfigs 3 definierte
Aussparung 9a einen in das gegenüberliegende Ende des geteilten
Ringteils 6 definierten Wandabstand 9b lösbar darin
aufnehmen kann, wie in 9A gezeigt, oder aus einer Bauform sein,
in welcher die gegenüberliegenden
Enden des geteilten Ringteils 6 jeweils Wandabstände 9c aufweisen,
welche eine überlappende
Verbindung bilden, wie in 9B gezeigt.
Alternativ können,
wie in 9C gezeigt, die gegenüberliegenden
Enden des geteilten Ringteils 6 so gebildet sein, dass
sie jeweils eine glatte Endfläche
definieren, so dass die gegenüberliegenden
Enden des geteilten Ringteils 9 sehr gelenkig sein können. In
allen der speziell in 9A bis 9C gezeigten
Beispielen wird der Wälzkörperkäfig 3 in
einem Zustand gezeigt, wo eines der den geteilten Bereich 8 aufweisenden
Ringteile 6 radial nach innen verformt ist. Der geteilte
Bereich 8 kehrt in den ursprünglichen Zustand, in welchem
die gegenüberliegenden
Enden 9a und 9b oder 9c und 9c nicht
in engem Kontakt miteinander sind, zurück, wenn eine äußere, zur
Verformung angelegte Kraft erhöht
wird.
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Ferner
kann, wo der geteilte Bereich 8 im Wälzkörperkäfig 3 an einer Stelle
in dessen Umfangrichtung, wie hierin beschrieben, definiert ist,
einer der Ringteile 6 des Wälzkörperkäfigs 3, wo der geteilte
Bereich 8 definiert ist, radial nach innen verformt werden,
wie es mit dem die Schlitze 7 (7A) aufweisenden
Wälzkörperkäfig 3 der
Fall ist. Aus diesem Grund kann der Wälzkörperkäfig 3 während der
Montage in die kreisförmige
Reihe des Wälzkörpers 2 ohne
unerwünschte
Verformung eingeführt
werden, was zu einer Erhöhung
der Montagefähigkeit
und Montagegenauigkeit führt.
In einer der vorhergehenden Ausführungsform ähnlichen
Art, in welcher die Wälzkörper 2 im
Inneren der Schlitze 7, 7A angeordnet sind, kann ein
Wälzkörper 2 in
einer Tasche, gleichbedeutend einem eine hierin definierten geteilten
Bereich 8 aufweisenden Ringteil 6 umschlossene Seite
aufweisenden Schlitz, angeordnet sein, um die andere Seite zu öffnen. Durch
ein solches Anordnen der Wälzkörper 2 in
der oben beschriebenen Art kann die Tragkraft des Wälzlagers
zweckmäßigerweise
erhöht
werden.
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Ferner
wurde es durch die Beschreibung jeder der hervorgehenden Ausführungsformen
der Wälzkörperkäfig 3 gezeigt
und beschrieben, dass die Bauformbedingung erfüllt wird, in welcher die Stützen 5,
jede zwischen den benachbarten Taschen 4, die Wälzkörper von
der radial inneren Seite des Wälzlagers
an entsprechenden Stellen zwischen den Wälzkörpern 2 zurückhalten,
und der Außendurchmesser d3o
kleiner als der Wälzkreisdurchmesser
PCD ist. Jedoch, auch wenn die im Wälzkörperkäfig 3 verwendeten
Schlitze 7, 7A oder der geteilte Bereich 8 fehlen,
um die obigen Bauformbedingungen zu erfüllen, kann die Montagefähigkeit
erhöht
werden, wie es der Fall mit den vorhergehenden Ausführungsformen
ist.
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Das
Wälzlager
der vorliegenden Erfindung kann in verschiedenen Anwendungen verwendet werden, ähnlich denen,
in welchen das den äußeren Laufring
aufweisende konventionelle vollrollige Wälzlager verwendet wird. Zum
Beispiel kann das Wälzlager
der vorliegenden Erfindung genauso in einem Hinterachsenverbindungsglied
eines Motorrads, als eine Kipphebellagerung des Wälzkörpertyps,
als ein Lager für
einen Sitzlehnenmechanismus und so weiter verwendet werden.