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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wälzlager mit den Merkmalen von Anspruch 1. Ein Wälzlager mit den oberbegrifflichen Merkmalen von Anspruch 1 ist aus
DE 39 25 512 A1 bekannt. Ein Käfig für ein Wälzlager ist aus
JP H11-22 737 A bekannt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich spezifischer auf ein Wälzlager zur Verwendung für eine mit hoher Drehzahl rotierende Spindel einer Werkzeugmaschine, eines Hochdrehzahl-Motors, etc., sowie auf einen Werkzeugmaschinen-Spindelapparat, bei dem das Wälzlager verwendet ist.
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STAND DER TECHNIK
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Lagerungen zur Verwendung in gegenwärtig eingesetzten Werkzeugmaschinen-Spindelapparaten sind für höchsteffiziente Bearbeitung weiterentwickelt worden, um mit hoher Drehzahl betrieben zu werden. Falls in einer mit hoher Drehzahl rotierenden Lagerung das Schmiermittel-Abgabe-Betriebsverhalten defekt ist, wird die Menge an Schmiermittel exzessiv und tritt eine anormale Aufheizung als Folge von Agitationswärme auf. In einem solchen Fall steigt die Temperatur der Lagerung anormal, wodurch die Lagerung beschädigt werden kann.
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10 illustriert ein konventionell eingesetztes Zylinderrollenlager 100. Das Zylinderrollenlager 100 umfasst einen Außenring 102 mit einer äußeren Ringlaufbahn 102a an seiner inneren Umfangsoberfläche; einen inneren Ring 103 mit einer inneren Ringlaufbahn 103a an seiner äußeren Umfangsfläche; eine Vielzahl Rollen 104, die zwischen der äußeren Ringlaufbahn 102a und der inneren Ringlaufbahn 103a rollfähig angeordnet sind; und einen Käfig 110 mit einer Vielzahl Taschen 111 zum Halten der Vielzahl der Rollen 104. Der Käfig 110 ist ein Typ, der am Außenring geführt ist, und die äußere Umfangsfläche 110a des Käfigs 110 fungiert als eine geführte Fläche.
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Bei dem Käfig 110 dieses Typs, der am äußeren Ring geführt ist, wie oben beschrieben, ist das Führungsspiel g' zwischen der äußeren Umfangsfläche 110a des Käfigs 110 und der inneren Umfangsfläche des äußeren Rings 102 eng. Deshalb ist das Schmiermittel-Abgabe-Betriebsverhalten nicht gut, und gibt es die Tendenz des Auftretens einer anormalen Temperatursteigerung. Weiterhin haben in dem oben beschriebenen Zylinderrollenlager 100 die Rollen (die Wälzelemente) 104 jeweils einen Linienkontakt mit der Außenring-Laufbahn 102a und der Innenring-Laufbahn 103a. Deshalb ist es möglich, dass die Temperatur des Zylinderrollenlagers 100 ansteigt im Vergleich mit einem Kugellager, in welchem Kugeln (Wälzelemente) jeweils einen Punktkontakt mit der Außenring-Laufbahn 102a und der Innenring-Laufbahn 103a haben.
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Darüber hinaus ist es im Falle einer Fettschmierung, nachdem das Fett in der Lagerung versiegelt ist, unvermeidbar, eine sogenannte Einlauf-Operation auszuführen, um das eingesiegelte Fett im Inneren der Lagerung gleichförmig zu verteilen oder überschüssiges Fett zu peripheren Bereichen der Lagerung zu bewegen. In dem Käfig 110 des außenringgeführten Typs, wie oben beschrieben, ist das Schmiermittel-Abgabe-Betriebsverhalten nicht gut, da das Führungsspiel g' zwischen der äußeren Umfangsfläche 110a des Käfigs 110 und der inneren Umfangsfläche des Außenrings 102 eng ist, so dass die Einlauf-Operation dazu tendiert, viel Zeit in Anspruch zu nehmen.
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Zum Zwecke der Verbesserung des Schmiermittel-Abgabe-Betriebsverhaltens wurden konventionell Vorschläge gemacht, gemäß welchen in der geführten Fläche des Käfigs konkave Bereiche geformt sind (siehe z.B. Patentdokument 1 und Patentdokument 2).
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DOKUMENTE ZUM STAND DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. JP 3 651 591 B2
- Patentdokument 2: Japanisches Patent Nr. JP 4 342 612 B2
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Durch die Erfindung zu lösendes Problem:
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Bei den Wälzlagern, die in den Patentdokumenten 1 und 2 beschrieben sind, kann das Schmiermittel-Abgabe-Betriebsverhalten unter Verwendung der konkaven Bereiche verbessert werden, die in der geführten Fläche des Käfigs vorgesehen sind. Jedoch ist in einem Fall, in welchem die Menge des Schmiermittels exzessiv ist, ein Problem dadurch gegeben, dass dennoch ein anormaler Temperaturanstieg des Wälzlagers auftreten kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände, und es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Wälzlager und einen Werkzeugmaschinen-Spindelapparat anzugeben, bei welchen das Schmiermittel-Abgabe-Betriebsverhalten verbessert ist, um einen anormalen Temperaturanstieg des Wälzlagers zu unterdrücken, und es zu ermöglichen, im Falle einer Fettschmierung den Zeitaufwand zu reduzieren, der für eine Einlauf-Operation erforderlich ist.
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Mittel zum Lösen des Problems:
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Der oben erwähnte Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird erzielt durch ein Wälzlager mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einem Werkzeugmaschinen-Spindelapparat, in welchem dieses Wälzlager verwendet ist.
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Bevorzugt sind die konvexen vorstehenden Bereiche des ersten ringförmigen Bereiches und die konvexen vorstehenden Bereiche des zweiten ringförmigen Bereiches in der Umfangsrichtung jeweils mit gleichen Intervallen geformt.
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VORTEILE DER ERFINDUNG
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Bei einem Wälzlager und einem Werkzeugmaschinen-Spindelapparat gemäß der vorliegenden Erfindung kann Schmiermittel sehr gleichmäßig von den Bereichen des Käfigs abgegeben werden, in denen die konvexen vorstehenden Bereiche nicht vorgesehen sind. Demzufolge lässt sich ein anormaler Temperaturanstieg des Wälzlagers unterdrücken, und kann die Zeit verkürzt werden, die im Falle einer Fettschmierung für die Einlauf-Operation erforderlich ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht eines Wälzlagers entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine Perspektivansicht eines in 1 verwendeten Käfigs;
- 3 illustriert den Käfig von 2, wobei (a) eine Frontansicht und (b) eine Teildraufsicht in Blickrichtung I von (a) sind;
- 4 zeigt einen Käfig eines Wälzlagers entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Frontansicht und (b) eine Teildraufsicht in Blickrichtung II von (a) sind;
- 5 illustriert einen Käfig eines Wälzlagers entsprechend einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Frontansicht und (b) eine Teildraufsicht in Blickrichtung III von (a) sind;
- 6 ist eine Querschnittsansicht zum Illustrieren eines Prüfapparates, wie er für Beispiele 1 und 2 verwendbar ist;
- 7 ist ein Diagramm und zeigt Testresultate des Beispiels 1;
- 8 illustriert einen Käfig, der in einem Wälzlager entsprechend einem Vergleichsbeispiel 2 verwendet wird, wobei (a) eine Frontansicht und (b) eine Teildraufsicht in Blickrichtung X von (a) sind;
- 9 ist ein Diagramm und zeigt die Testresultate von Beispiel 2; und
- 10 ist eine Querschnittsansicht eines konventionellen Wälzlagers.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Nachfolgend werden Ausführungsformen von Wälzlagern entsprechend der vorliegenden Erfindung im Detail und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Wälzlager entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Zylinderrollenlagers 1 entsprechend der ersten Ausführungsform. 2 ist eine Perspektivansicht eines Käfigs 10 von 1. 3 illustriert den Käfig 10 von 2, wobei (a) eine Frontansicht des Käfigs 10 und (b) eine Teildraufsicht in Blickrichtung I von (a) sind.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst das Zylinderrollenlager 1 einen Außenring 2 mit einer Außenring-Laufbahnfläche 2a, die an einer inneren Umfangsfläche des Außenrings 2 geformt ist, einen Innenring 3 mit einer Innenring-Laufbahnfläche 3a, die an einer äußeren Umfangsfläche des Innenrings 3 geformt ist, eine Vielzahl zylindrischer Rollen 4, die als Wälzelemente dienen, und den zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 3 angeordneten Käfig 10. In dem Käfig 10 ist eine Vielzahl Taschen 11 geformt, und die Vielzahl der zylindrischen Rollen 4 ist rollfähig in den jeweiligen Taschen 11 gehalten.
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Wie in 2 gezeigt, besitzt der Käfig 10 ein Paar ringförmiger Bereiche 12, die in der axialen Richtung Seite an Seite angeordnet sind, und eine Vielzahl Säulenbereiche 16, die in der Umfangsrichtung mit gegebenen Intervallen angeordnet sind, um die zwei ringförmigen Bereiche 12 zu verbinden. Die jeweilige Tasche 11 wird gebildet durch das Paar der ringförmigen Bereiche 12 und die zwei in der Umfangsrichtung benachbarter Säulenbereiche 16. Weiterhin ist an jeder Umfangsseite des axialen Zwischenabschnitts des Säulenbereiches 16 ein gegenüber der äußeren Umfangsfläche des Säulenbereiches 16 vorstehender Rollenhalteabschnitt 14 zum sicheren Festlegen der zylindrischen Rollen 4 vorgesehen.
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An den äußeren Umfangsflächen 13 des Paares ringförmiger Bereiche 12 ist eine Vielzahl konvexer vorstehender Bereiche 15 mit gegebenen Intervallen in der Umfangsrichtung ausgebildet. Jeder der konvexen vorstehenden Bereiche 15 hat eine konvexe äußere Umfangsfläche 15a, deren Durchmesser größer ist als der der äußeren Umfangsfläche des Säulenbereiches 16, und ein Paar ansteigender Abschnitte 15b, die so geformt sind, dass sie jeweils kontinuierlich verläuft von den Umfangsseiten der äußeren Umfangsfläche 15a des konvexen vorstehenden Bereiches zu der äußeren Umfangsfläche 13 des ringförmigen Bereiches 12. Der Käfig 10 ist ein außenringgeführter Typ, in welchem die Umfangsflächen 15a der konvexen vorstehenden Bereiche durch eine Käfigführungsfläche geführt sind, die an der inneren Umfangsfläche des Außenrings 2 geformt ist.
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An der äußeren Umfangsfläche 13 jedes ringförmigen Bereiches 12 sind die konvexen vorstehenden Bereiche 15 so angeordnet, dass sie in axialer Richtung benachbart sind zu den Säulenbereichen 16. Wie in den 2 und 3 (a) und 3 (b) gezeigt, ist in dem Käfig 10, der gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird, die Vielzahl konvexer vorstehender Bereiche 15 jedes der ringförmigen Bereiche 12 so angeordnet, dass sie in der axialen Richtung benachbart sind zu jedem jeweils anderen Säulenbereich 16. Weiterhin sind die konvexen vorstehenden Bereiche 15 von den einem der ringförmigen Bereiche 12 so angeordnet, dass sie in der axialen Richtung benachbart zu den Säulenbereichen 16 sind, zu welchen die konvexen vorstehenden Bereiche 15 des anderen ringförmigen Bereiches 12 in der axialen Richtung gerade nicht benachbart sind. In anderen Worten, die konvexen vorstehenden Bereiche 15, die an den äußeren Umfangsflächen des Paares der ringförmigen Bereiche 12 angeordnet sind, sind so angeordnet, dass die konvexen vorstehenden Bereiche 15 nicht an beiden Seiten der Säulenbereiche 16 in der axialen Richtung existieren, vielmehr an den linken und rechten Seiten der Säulenbereiche 16 abwechselnd in einer Zick-Zack-Anordnung angeordnet sind.
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Wie oben beschrieben, weist das Zylinderrollenlager 1 gemäß der ersten Ausführungsform den Käfig 10 auf, an welchem die Vielzahl konvexer vorstehender Bereiche 15 an den äußeren Umfangsflächen 13 mit gegebenen Intervallen in der Umfangsrichtung geformt sind, wobei jeder der konvexen vorstehenden Bereiche 15 so ausgebildet ist, dass er nur einer Seite des Säulenbereiches 16 in der axialen Richtung benachbart ist. Deshalb, falls sogar das Führungsspiel g zwischen der äußeren Umfangsfläche 15a des konvexen vorstehenden Bereiches und der Käfigführungsfläche ähnlich ist dem konventionellen Führungsspiel g', und zwar an nur einer Seite des Säulenbereiches 16 in der axialen Richtung, ist jedoch das Spiel G zwischen der äußeren Umfangsfläche 13 des ringförmigen Bereiches 12 und der inneren Umfangsfläche (Käfigführungsfläche) des Außenrings 2 an der anderen Seite des Säulenbereiches 16 in Regionen, in welchen kein Säulenbereich 16 existiert, groß. Konsequent kann Schmiermittel gleichförmig durch das Spiel G abgegeben werden. Weiterhin wird, als Folge der Differenz zwischen der Größe des Führungsspiels g und der Größe des Spiels G, zwischen den zwei ringförmigen Bereichen 12 eine Druckdifferenz generiert, wodurch eine Luftkonvektion bewirkt wird, die die Schmiermittelabgabe weiter vereinfacht. Weiterhin wird, weil die ansteigenden Regionen 15ba so vorgesehen sind, dass sie jeweils von den Umfangsseiten der äußeren Umfangsfläche 15a des konvexen vorstehenden Bereiches kontinuierlich sind bis zu der äußeren Umfangsfläche 13 des ringförmigen Bereiches 12, der Luftwiderstand bei einer Rotation mit hoher Drehzahl verringert, wodurch das Schmiermittel-Abgabe-Betriebsverhalten weiter verbessert wird. Als Resultat kann mit dem Zylinderrollenlager 1 dieser Ausführungsform ein anormaler Temperaturanstieg bei einer Hochdrehzahl-Rotation unterdrückt werden, und kann die Zeit verkürzt werden, die im Falle einer Fettschmierung für eine Einlauf-Operation erforderlich ist.
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(Zweite Ausführungsform)
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Als nächstes wird unter Bezug zu 4 ein Wälzlager entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 4 illustriert einen Käfig 20, der in einem Zylinderrollenlager entsprechend der zweiten Ausführungsform verwendet wird, wobei (a) eine Frontansicht des Käfigs 20 und (b) eine Teildraufsicht in Blickrichtung II von (a) sind.
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Wie der bei der ersten Ausführungsform verwendete Käfig 10 hat der in der zweiten Ausführungsform verwendete Käfig 20 ein Paar ringförmiger Bereiche 22, die in der axialen Richtung Seite an Seite angeordnet sind, und eine Vielzahl Säulenbereiche 26, die in der Umfangsrichtung mit gegebenen Intervallen angeordnet sind und die zwei ringförmigen Bereiche 22 verbinden. Jede Tasche 21 wird durch das Paar der ringförmigen Bereiche 22 und diejenigen zwei Säulenbereiche 26 geformt, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind. An jeder Umfangsseite des axialen Zwischenabschnittes des Säulenbereiches 26 ist ein Rollenhalteabschnitt 24 vorgesehen, derart, dass er von der äußeren Umfangsfläche des Säulenbereiches 26 vorsteht
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An den äußeren Umfangsflächen 23 des Paares ringförmiger Bereiche 22 ist eine Vielzahl konvexer vorstehender Bereiche 25 in gegebenen Intervallen in der Umfangsrichtung geformt. Jeder der konvexen vorstehenden Bereiche 25 hat eine äußere Umfangsfläche 25a, deren Durchmesser größer ist als der der äußeren Umfangsfläche des Säulenbereiches 26, und ein Paar ansteigender Abschnitte 25b, die so geformt sind, dass sie jeweils von den Umfangsseiten der äußeren Umfangsfläche 25a eines konvexen vorstehenden Bereiches kontinuierlich bis zu der äußeren Umfangsfläche 23 des ringförmigen Bereiches 22 sind. Der Käfig 20 ist ein außenringgeführter Typ, bei welchem die äußeren Umfangsflächen 25a der konvexen vorstehenden Bereiche durch eine Käfigführungsfläche geführt werden, die an der inneren Umfangsfläche des Außenrings ausgebildet ist.
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Auch bei dem in der zweiten Ausführungsform verwendeten Käfig 20 sind die konvexen vorstehenden Bereiche 25 so angeordnet, dass in der axialen Richtung konvexe vorstehende Bereiche 25 nicht an beiden Seiten des Säulenbereiches 26 existieren. Weiterhin ist bei dem Käfig 20, verschieden von dem Fall der ersten Ausführungsform, die Vielzahl konvexer vorstehender Bereiche 25 von jedem der ringförmigen Bereiche 22 so angeordnet, dass sie in der axialen Richtung jeweils nur jedem dritten Säulenbereich 26 benachbart sind. Mit dieser Anordnung kann Schmiermittel weiterhin gleichförmig von dem Zylinderrollenlager abgegeben werden, wodurch ein anormaler Temperaturanstieg während einer Drehung mit hoher Drehzahl unterdrückt werden kann, und die Zeit verkürzt werden kann, die im dem Fall einer Fettschmierung für eine Einlauf-Operation erforderlich ist.
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(Dritte Ausführungsform)
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Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 5 beschrieben. 5 illustriert einen Käfig 30, der in einem winkeligen Kugellager entsprechend der dritten Ausführungsform verwendet wird, wobei (a) eine Frontansicht des Käfigs 30 und (b) eine Teildraufsicht in Blickrichtung III von (a) sind.
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Wie der bei der ersten Ausführungsform verwendete Käfig 10 hat der in 5 gezeigte Käfig 30 ein Paar ringförmige Bereiche 32, die in der axialen Richtung Seite an Seite angeordnet sind, und eine Vielzahl Säulenbereiche 26, die in der Umfangsrichtung mit gegebenen Intervallen angeordnet sind, um die zwei ringförmigen Bereiche 32 zu verbinden. Jede Tasche 31 wird durch das Paar der ringförmigen Bereiche 32 und diejenigen zwei Säulenbereiche 36 gebildet, die in der Umfangsrichtung einander benachbart sind.
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An den äußeren Umfangsflächen 33 des Paares ringförmiger Bereiche 32 sind eine Vielzahl konvexer vorstehender Bereiche 35, von denen jeder eine äußere Umfangsfläche 35a hat, deren Durchmesser größer ist als der der äußeren Umfangsfläche des Säulenbereiches 36, und ein Paar Umfangsseitenflächen 35b der konvexen vorstehenden Bereiche mit gegebenen Intervallen in der Umfangsrichtung geformt. An den jeweiligen Umfangsseiten der äußeren Umfangsfläche 35a eines konvexen vorstehenden Bereiches verbindet das Paar der Umfangsseitenflächen 35b des konvexen vorstehenden Bereiches die äußere Umfangsfläche 33 des ringförmigen Bereiches 32 mit der äußeren Umfangsfläche 35a des konvexen vorstehenden Bereiches substantiell unter rechten Winkeln. Der Käfig 30 ist ein außenringgeführter Typ, bei welchem die äußeren Umfangsflächen 35a der konvexen vorstehenden Bereiche durch eine Käfigführungsfläche geführt sind, die an der inneren Umfangsfläche des Außenrings geformt ist. Während der Rotation das winkeligen Kugellagers werden die Außenumfangsflächen 35a der konvexen vorstehenden Bereiche mit einem Schmiermittel geschmiert, das in den Regionen als Reserve gehalten wird, in welchen die Umfangsseitenflächen 35b der konvexen vorstehenden Bereiche und die äußeren Umfangsflächen 33 der ringförmigen Bereiche 32 aufeinandertreffen.
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Auch bei dem in der dritten Ausführungsform verwendeten Käfig 30 sind die konvexen vorstehenden Bereiche 35 so angeordnet, dass die konvexen vorstehenden Bereiche 35 nicht an beiden Seiten des jeweiligen Säulenbereiches 36 in der axialen Richtung existieren. Weiterhin, wie in dem Fall des Käfigs 10, der bei der ersten Ausführungsform verwendet wird, ist die Vielzahl der konvexen vorstehenden Bereiche 35 jedes der ringförmigen Bereiche 32 so angeordnet, dass sie in der axialen Richtung benachbart sind zu dem jeweils anderen Säulenbereich 36. Mit dieser Anordnung kann aus dem winkeligen Kugellager Schmiermittel gleichförmig abgegeben werden, wodurch ein anormaler Temperaturanstieg bei einer Rotation mit hoher Drehzahl unterdrückt werden kann, und auch die Zeit verkürzt werden kann, die in dem Fall einer Fettschmierung für eine Einlauf-Operation erforderlich ist.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es können optional daran Abänderungen und Modifikationen ausgeführt werden. Obwohl die Beschreibungen der vorbeschriebenen Ausführungsformen in Bezug auf ein Zylinderrollenlager und ein Winkelkugellager angefertigt wurden, ist die vorliegende Erfindung auch anwendbar auf andere Wälzlager, wie auf ein Tiefnut-Kugellager und ein Kegelrollenlager. Im Hinblick auf die Verwendung für eine Rotation mit hoher Drehzahl ist als Material des Käfigs ein synthetisches Harz vorteilhaft, das leichter ist als Metall und einen exzellenten Abrasionswiderstand bietet, wobei Phenol, Polyamid, PPS, PEEK, Polyimid, etc. bevorzugt werden. Weiterhin kann ein verstärkender Agent zu diesem Kunstharz hinzugefügt werden, wie Glasfasern, Kohlenstofffasem, Aramidfasern, oder dgl..
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Wie die ansteigenden Abschnitte oder die Umfangsseitenflächen der konvexen vorstehenden Bereiche an den Umfangsseiten der konvexen vorstehenden Bereiche angeordnet werden, kann optional festgelegt werden in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck eines Wälzlagers.
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BEISPIEL 1
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Es wurde ein Test durchgeführt in Bezug auf das Verhältnis zwischen dem Temperaturanstieg bei einer Rotation mit hoher Drehzahl eines Wälzlagers, und der Gestalt eines Käfigs.
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen Auswertungstestapparat 50 illustriert, der für diesen Test eingesetzt wurde. Das Zylinderrollenlager 1 ist in einem Gehäuse 51 als ein Testlager installiert, wobei das Gehäuse 51 ein Ende einer Drehwelle 52 abstützt. Über eine Düse 53 wird dem Zylinderrollenlager 1 Schmiermittel zugeführt. Der Text wurde durchgeführt unter Verwendung des Zylinderrollenlagers 1 (Beispiel der Erfindung), illustriert in
1, und des Zylinderrollenlagers 100 (Vergleichsbeispiel 1), das in
10 illustriert ist. Die Testkonditionen (Testkonditionen 1) des Beispiels 1 sind untenstehend angegeben. (Testkonditionen 1)
| Lager: | Zylinderrollenlager (N1011RSTPKR) |
| Größe: | Innenseitendurchmesser 55 mm x Außenseitendurchmesser 90 mm x Weite 18 mm |
| Ölmengenkondition: | 0,01 cm3/Takt (cc/shot) (intermittierende Schmierung in 2-minütigen Intervallen) |
| Verwendetes Öl: | Turbinenöl VG32 |
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7 zeigt die Testresultate des Beispiels 1. Gemäß 7 wird festgestellt, dass in dem Fall des Zylinderrollenlagers 100 des Vergleichsbeispiels 1 die Temperatur rapide ansteigt, sobald einige Zeit ab dem Start der Operation verstrichen ist, und die Rotationsdrehzahl hoch wird, während hingegen in dem Fall des Zylinderrollenlagers 1 des Beispiels der Erfindung der Temperaturanstieg verringert ist. Entsprechend dem Resultat dieses Testes ist herausgefunden worden, dass im Falle des Zylinderrollenlagers 1 des Beispiels der Erfindung das Schmiermittel-Abgabe-Betriebsverhalten verbessert ist und ein anormaler Temperaturanstieg unterdrückt werden kann.
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BEISPIEL 2
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Es wurde ein Test durchgeführt in Bezug auf das Verhältnis zwischen dem Temperaturanstieg während einer Hochdrehzahl-Rotation eines Wälzlagers und der Gestaltung eines Käfigs, und zwar unter unterschiedlichen Testkonditionen gegenüber denen des Beispiels 1. In dem Test des Beispiels 2 wurde der Auswertungstestapparat 50 gemäß
6 verwendet, wie auch im Falle des Beispiels 1. Der Test wurde durchgeführt unter Verwendung des Zylinderrollenlagers 1 (Beispiel der Erfindung), in
1 gezeigt, des Zylinderrollenlagers 100 (Vergleichsbeispiel 1), in
10 gezeigt, und eines Wälzlagers (Vergleichsbeispiel 2), in welchem der Käfig 210, wie in
8 gezeigt, verwendet wurde. Die Testkonditionen (Testkonditionen 2) dieses Testes werden unten angegeben. (Testkonditionen 2)
| Lager: | Zylinderrollenlager (N1011 RSTPKR) |
| Größe: | Innenseitendurchmesser 55 mm x Innenseitendurchmesser 90 mm x Weite 18 mm |
| Ölmengenkondition: | 0,01 cm3/Takt (cc/shot) (intermittierende Schmierung in 8-minütigen Intervallen) |
| Verwendetes Öl: | Turbinenöl VG32 |
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Wie der in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Käfig 10 hat auch der in 8 illustrierte Käfig 210 ein Paar ringförmiger Bereiche 212, die in der axialen Richtung Seite an Seite angeordnet sind, und eine Vielzahl Säulenbereiche 216, die in der Umfangsrichtung angegebenen Intervallen angeordnet sind, um die zwei ringförmigen Bereiche 212 zu verbinden. Jede Tasche 211 wird geformt durch das Paar der ringförmigen Bereiche 212 und diejenigen zwei Säulenbereiche 216, die in der Umfangsrichtung einander benachbart sind. An den äußeren Umfangsflächen 213 des Paares der ringförmigen Bereiche 212 ist eine Vielzahl konvexer vorstehender Bereiche 215 geformt, derart, dass diese die Säulenbereiche 216 in der axialen Richtung von beiden Seiten zwischen sich einschließen. Jeder der konvexen vorstehenden Bereiche 215 hat eine äußere Umfangsfläche 215a, deren Durchmesser größer ist als der der äußeren Umfangsfläche des Säulenbereiches 216. Der Käfig 210 ist ein außenringgeführter Typ, in welchem die äußeren Umfangsflächen 215a der konvexen vorstehenden Bereiche 215 durch eine Käfigführungsfläche geführt werden, die an der inneren Umfangsfläche des Außenrings geformt ist.
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9 zeigt die Testresultate des Beispiels 2. Gemäß 9 ist gefunden worden, dass verglichen mit den Zylinderrollenlagern der Vergleichsbeispiele 1 und 2, der Temperaturanstieg des Zylinderrollenlager 1 des Beispiels der Erfindung verringert ist. Gemäß den Resultaten dieses Testes wurde herausgefunden, dass in dem Fall des Zylinderrollenlagers 1 des Beispiels der Erfindung das Schmiermittel-Abgabe-Betriebsverhalten verbessert und der Temperaturanstieg geringer sind.
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Es wird vermutet, dass der Grund, warum der Temperaturanstieg des Zylinderrollenlagers 1 des Beispiels der Erfindung stärker unterdrückt wird als der des Zylinderrollenlagers des Vergleichsbeispiels 2 darin liegt, dass in der axialen Richtung jeder der konvexen vorstehenden Bereiche 15 an nur einer Seite des Säulenbereiches 16 in dem in dem Beispiel der Erfindung verwendeten Käfig 10 geformt ist, während in dem im Vergleichsbeispiel 2 verwendeten Käfig 210 die konvexen vorstehenden Bereiche 215 in der axialen Richtung an beiden Seiten des Säulenbereiches 216 vorgesehen sind. Der Säulenbereich 216 des Käfigs 210, der im Vergleichsbeispiel 2 verwendet wird, ist an der radial äußeren Seite umgeben durch den Außenring (nicht gezeigt) bei zylindrischen Rollen (nicht gezeigt) an beiden Seiten in der Umfangsrichtung, und in der axialen Richtung durch die konvexen vorstehenden Bereiche 215 an beiden Seiten, wodurch ein umschlossener Raum gebildet wird. Im Inneren dieses umschlossenen Raumes ist es schwierig, eine Luftkonvektion zu generieren, und deshalb ist es schwierig, das in diesem umschlossenen Raum eingebrachte Schmiermittel aus dem umschlossenen Raum zur Außenseite abzugeben.
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Andererseits kann in dem Fall des Zylinderrollenlagers 1 des Beispiels der Erfindung das an der äußeren Umfangsseite des Säulenbereiches 16 anhaftende Schmiermittel gleichförmig von einer Seite des Säulenbereiches 16 in der axialen Richtung abgegeben werden (zu der Seite, an welcher kein konvexer vorstehender Bereich 15 geformt ist). Weiterhin, da die Größe des Führungsspiels g und die Größe des Spiels G, die zwischen dem Käfig 10 und dem Außenring 2 geformt werden, an jeweiligen Seiten des Säulenbereiches 16 in der axialen Richtung verschieden sind, wird zwischen den zwei ringförmigen Bereichen 12 eine Druckdifferenz generiert, wodurch eine Luftkonvektion generiert wird. Durch die Luftkonvektion wird demzufolge die Schmiermittelabgabe weiter erleichtert, so dass das Schmiermittel-Abgabe-Betriebsverhalten verbessert ist. Als ein Resultat können mit dem Zylinderrollenlager 1 des Beispiels der Erfindung anormale Temperaturanstiege während einer Rotation mit hoher Drehzahl verringert und die Zeit verkürzt werden, die in dem Fall einer Fettschmierung für eine Einlauf-Operation erforderlich ist.
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Während die Ausführungsformen und Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung oben beschrieben sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann sie innerhalb des Schutzumfanges der Patentansprüche mit unterschiedlichen Abänderungen implementiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinderrollenlager
- 2
- Außenring
- 2a
- Außenring-Laufbahnfläche
- 3
- Innenring
- 3a
- Innenring-Laufbahnfläche
- 4
- zylindrische Rolle, Zylinderrolle
- 10
- Käfig
- 11
- Tasche
- 12
- ringförmiger Bereich
- 15
- konvexer vorstehender Bereich
- 16
- Säulenbereich