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Dokumentenidentifikation DE69627937T2 19.05.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000754872
Titel ROLLE MIT KÄFIG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG
Anmelder Nippon Thompson Co. Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder YOKOTA, Yasunori, Kanagawa-ken, Tokyo 243-04, JP
Vertreter HOFFMANN · EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 69627937
Vertragsstaaten CH, DE, ES, GB, IT, LI
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.02.1996
EP-Aktenzeichen 969015361
WO-Anmeldetag 05.02.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/JP96/00231
WO-Veröffentlichungsnummer 0096024778
WO-Veröffentlichungsdatum 15.08.1996
EP-Offenlegungsdatum 22.01.1997
EP date of grant 07.05.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.2004
IPC-Hauptklasse F16C 33/46
IPC-Nebenklasse F16C 19/46   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rollen- und Käfiganordnung sowie eine Rollen- und Käfiganordnung und insbesondere eine Rollen- und Käfiganordnung, die eine lange Lebensdauer aufweist.

Technischer Hintergrund

Rollen- und Käfiganordnungen, die Vorteile dahingehend aufweisen, dass sie leichtgewichtig sind, eine geringe Querschnittshöhe aufweisen, eine hohe Belastungskapazität, eine hohe Festigkeit und in vorteilhafter Weise eine hohe Leistungsfähigkeit bei Hochgeschwindigkeitsdrehung, die darüber hinaus in der Lage sind, unter anspruchvollen Schmierungsbedingungen verwendet zu werden, wurden in der Vergangenheit regelmäßig für die Pleuel von Motoren verwendet, die in Motorrädern usw. verwendet werden.

Die 8 bis 12 zeigen ein Beispiel einer Rollen- und Käfiganordnung gemäß dem Stand der Technik. Ferner ist diese Rollen- und Käfiganordnung in der japanischen Patentveröffentlichung mit der Nr. 5-118337 offenbart.

Wie in den 8 bis 10 gezeigt ist, besteht diese Rollen- und Käfiganordnung aus einem in etwa zylindrisch geformten Käfig 101, in dem mehrere Taschen 101a bei gleichen Abständen in der Umfangsrichtung ausgebildet sind, und in der Axialrichtung parallel ausgebildet sind, und aus Rollen 102 (vgl. 9), die einen größeren Durchmesser aufweisen als die Wanddicke des Käfigs 101 und in jede der Taschen 101a eingesetzt sind. Der Käfig 101 weist zwei Ringe 101b an beiden Enden sowie mehrere Stege 101c auf, die in eine einzige Struktur mit beiden Ringen 101b integriert sind und in der Umfangsrichtung derart angeordnet sind, dass die erwähnten Taschen 101a zusammen mit den Ringen 101b begrenzt werden.

Die Endflächen beider Seiten in der Umfangsrichtung eines jeden der Stege 101c dienen als glatte Rollenführungsflächen 101d. Zusätzlich sind innere Haltevorsprünge 101f und äußere Haltevorsprünge 101g jeweils an beiden Seiten in der Umfangsrichtung in der Nähe der Mitte und beider Enden in der Axialrichtung jedes Steges 101c derart ausgebildet, dass sie zu jeder Tasche 101a gerichtet sind. Die Rollen 102 werden durch diese Vorsprünge daran gehindert, zu der Innenseite und der Außenseite von den Taschen 101a herauszufallen. Als ein Ergebnis der Verwendung dieser Gestaltung werden der Käfig 101 und jede Rolle 102 in eine einzige Struktur integriert, wodurch die Handhabung während der Montage oder Entnahme der Rollen- und Käfiganordnung in und von dem Motor usw. erleichtert wird.

Die erwähnten inneren Haltevorsprünge 101f und die äußeren Haltevorsprünge 101g werden auf folgende Weise ausgebildet.

Im Einzelnen wird ein (nicht gezeigter) Rändelschaft von innen und außen in Berührung mit dem Käfig 101 gebracht, und wird gegen diesen mit einem vorbestimmten Druck gedrückt und bezüglich dessen gedreht, wobei der Käfig 101 in der Form eines Halbfertigprodukts vorliegt, das dadurch ausgebildet ist, dass Taschen 101a durch Stanzen eines zylindrischen Materials ausgebildet werden, das einen Querschnitt in etwa in der Form des Buchstaben "M" aufweist. Wie aus 10 hervorgeht, werden gemäß diesem Ausbildungsverfahren zusammen mit den geraden Nuten 101h und 101i, die an der Innenseite und der Außenseite ausgebildet werden, und die Stege 101c in der Umfangsrichtung kreuzen, Aufwerfungen 101j und 101k infolge von Belastung auf die Ränder der Nuten 101h und 101i ausgebildet.

In der Rollen- und Käfiganordnung dieses Beispiels wird eine Gestaltung verwendet, bei der der äußere Umfang des Käfigs durch die Innenfläche (Führungsfläche) des Anbringpartners (beispielsweise des großen Endes eines Pleuels) geführt wird. Aus diesem Grund wird, da die Führungsfläche des Anbringpartners beschädigt wird, wenn die erwähnte Aufwerfung 101k an der Außenseite der Stege vorliegt, die Außenseite des Käfigs 101 geschliffen (angezeigt durch die Abmessung e1), wie in der mit Doppelpunkten unterbrochenen Linie in 11 und 12 gezeigt ist, um diese Aufwerfung 101k zu entfernen. Da sie jedoch nicht zu dem Boden der Nut 101i entfernt wird und verbleibt, erstreckt sich das Schleifen nicht in erster Linie zu dem oben erwähnten äußeren Haltevorsprung 101g, der weiter zu der Innenseite von dem Boden der Nut 101i ausgebildet ist.

Ferner wird, da der Innenumfang des Käfigs 101 nicht geführt wird, die Aufwerfung 101j, die an der Innenseite der Stege 101c ausgebildet ist, nicht entfernt. Zusätzlich wird, wie aus 12 hervorgeht, der Außendurchmesser D1 des Materials derart eingestellt, dass er ein wenig größer (um die Abmessung der erwähnten Dimension e1) als der normale Durchmesser D0 ist, so dass der Käfig 101 den normalen Durchmesser D0 aufweist, nachdem das oben erwähnte äußere Schleifen durchgeführt wurde.

In der Rollen- und Käfiganordnung mit der oben erwähnten Gestaltung berührt die Rolle 102 im Betriebszustand die Rollen-Führungsfläche 101d der Stege 101c und wird über nahezu den Teilungskreisdurchmesser (pitch circle diameter P. C. D.: vgl. 12) geführt und rollt ohne Berührung mit dem inneren Haltevorsprung 101f und dem äußeren Haltevorsprung 101g.

In der Rollen- und Käfiganordnung mit der oben beschriebenen Gestaltung versetzt sich, nachdem ein bestimmtes Ausmaß von Lebensdauer verstrichen ist, oder wenn das Ausmaß von Abrieb der Rollen-Führungsflächen 101d der Stege 101c sich infolge der Verwendungsbedingungen usw. vergrößert, die Rolle 102 in der Umfangsrichtung als Ergebnis der Abweichung von einer normalen Breite W der Tasche 101a, wie durch die unterbrochene Linie in 12 angezeigt ist (das Ausmaß dieser Versetzung wird mit dem Referenzzeichen a in 12 angezeigt). Demzufolge besteht die Gefahr, dass die Rolle 102 in Kontakt mit den äußeren Haltevorsprüngen 101g, wie in

12 gezeigt, kommt. In der Rollen- und Käfiganordnung beruht dies auf der Tatsache, dass das Anhebeausmaß der Rolle 102, das mit der Referenznummer b1 in 12 angezeigt ist, nämlich das Ausmaß, das die Rolle 102 von dem Außendurchmesser des Käfigs 101 vorsteht, wenn sich die Rolle 102 in der Radialrichtung zu der Außenseite bewegt und in Berührung mit den äußeren Haltevorsprüngen 101g kommt, inhärent vergleichsweise klein ist. Ferner bezeichnet in

12 das Referenzzeichen c1 den Abstand zwischen Kontaktstellen 103 der Rolle 102 (vgl. 12) bezüglich jedes äußeren Haltevorsprungs 101g, die an beiden Seiten in der Umfangsrichtung der Tasche 101a ausgebildet sind. Zusätzlich bezeichnet die Referenznummer d1 den Abstand zwischen beiden entsprechenden äußeren Haltevorsprüngen 101g.

Wenn die Rolle 102 in Berührung mit den äußeren Haltevorsprüngen 101g auf die oben beschriebene Weise kommt, wird die Wärmemenge, die infolge dieses Kontakts erzeugt wird, hinzugefügt, was zu dem Problem des Auftretens von Fressen in vergleichsweise kurzer Zeit führt.

Andererseits wird in der Rollen- und Käfiganordnung, da die Nuten 101i, die während des Vorsehens der oben erwähnten äußeren Haltevorsprünge 101g ausgebildet werden, verbleiben, die Kontaktflächenbereiche zwischen der Außenfläche des Käfigs 101 und der Innenfläche (Führungsfläche) des Anbringpartners durch das Ausmaß dieser Nuten 101i verringert, was zu einem erhöhten Druck der Kontaktoberflächen und der Verstärkung von Wärmerzeugung führt. Zusätzlich besteht auch das Problem, dass das Fortschreiten von Abrieb der Kontaktoberflächen beschleunigt wird.

Die JP 57-90420 A offenbart ein Nadellager mit einem Halter aus hartem Kunstharz, um Lärm von dem Lager zu verringern. Ringe an beiden axialen Enden und mehrere Stege, die in der Umfangsrichtung ausgebildet sind, sind integral ausgebildet. Die Rollen weisen einen Durchmesser auf, der größer ist als die Wanddicke des Käfigs und sind in die Taschen eingesetzt, die zwischen den Stegen ausgebildet sind.

Die GB 2 216 962 A beschreibt eine Käfig- und Rollenlageranordnung, die mehrere Stege aufweist, die in einer Umfangsrichtung des Käfigs derart angeordnet sind, dass Taschen definiert werden. Rollen mit einem Durchmesser, der größer ist als die Wanddicke des Käfigs, sind in den Taschen untergebracht. Die Stege weisen eine flache Ausnehmung auf, die an der Außenfläche jedes der Stege ausgebildet ist. Die verbleibenden, dickeren seitlichen Abschnitte der Stege weisen vorspringende Räder auf und halten die Rollen innerhalb der Taschen. Infolge von geneigten Oberflächen, die zwischen der Außenfläche des Käfigs und den Halterändern ausgebildet sind, sind die Ränder von der Außenfläche des Käfigs beabstandet.

Ein weiterer Käfig für die Verwendung in einem Rollenlager, der in der US 5,096,311 offenbart ist, weist Vorsprünge auf, welche die Rollen innerhalb von Taschen halten, die zwischen Stegen ausgebildet sind, wobei die Vorsprünge in einem mittleren, dünnen Abschnitt eines jeden der Stege ausgebildet sind. Auch bei dieser Anordnung gemäß dem Stand der Technik werden die Halteränder an einer Stelle innerhalb der Außenfläche des Käfigs ausgebildet.

Die JP 53-8015 A offenbart ein Verfahren zum Ausbilden eines Vorsprungs, der eine Rolle daran hindert, aus einem Lagerhalter zu gelangen. Bei dem offenbarten Verfahren werden mehrere Taschen von dem Haltering gestanzt, und ein Vorsprungsstreifen, der sich in einer Axialrichtung des Halters erstreckt, ist an dem mittleren Abschnitt eines jeden entstehenden Steges ausgebildet. Radiale Formen sind innerhalb des Halterings angeordnet, wo die Taschen ausgestanzt wurden, sie werden dann in Richtung der Innenseite der Taschen nach außen bewegt, und die übermäßigen Abschnitte der Vorsprungstreifen werden nach außen gedrückt, so dass Vorsprünge zum Verhindern, dass die Rollen sich lösen, an den äußeren Endabschnitten der Vorsprungstreifen ausgebildet sind.

Die JP-A-441115 (bzw. die DE 41 25 730 A1) offenbart eine Rollen- und Käfiganordnung und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anordnung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5, bei dem geeignete Nuten an der Außen- und Innenfläche des Käfigs ausgebildet werden, um Vorsprünge zum Halten der Rollen zu erzeugen. Jedoch verringern die Nuten, die in den erwähnten Flächen ausgebildet sind, den Oberflächenbereich, was bezüglich der Schmierungseigenschaften nachteilig ist.

Schließlich offenbart die JP 40-4365 A ein Rollenlager, in dem rechtwinklige und geneigte Wandbereiche an den Seitenwänden eines Fensters vorgesehen ist, so dass die Rolle daran gehindert wird, sich zu lösen. Ferner ist der Käfig dadurch leichtgewichtig, dass eine Querplatte oder -stange geschnitten wird, um die Nuten auszubilden, und eine Stelle zur Unterbringung von Schmiermittel ist vorgesehen.

Angesichts der oben erwähnten Probleme des Standes der Technik ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Rollen- und Käfiganordnung sowie eine Rollen- und Käfiganordnung zu schaffen, die eine Erzeugung von Wärme und ihrerseits das Auftreten von Fressen verhindert, wodurch eine lange Lebensdauer erhalten wird, wobei noch weitere Vorteile geboten werden.

Beschreibung der Erfindung

Die oben erwähnte Aufgabe wird mittels des Gegenstands der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.

Gemäß dieser Gestaltung, da die erwähnten äußeren Haltevorsprünge mit dem Außendurchmesser des Käfigs zusammenfallen, wird zusammen mit einer Maximierung des Anhebungsausmaßes der Rollen, da Eindrückungen in den Umfangsabschnitten des Käfigs entsprechend zu den äußeren Haltevorsprüngen nicht verbleiben, der Kontaktdruck mit der Führungsfläche des Anbringpartners verringert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Rollen- und Käfiganordnung als eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der Rollen- und Käfiganordnung gemäß 1.

3 ist eine Längsquerschnittsansicht parallel zu der Axialrichtung eines Abschnitts der Rollen- und Käfiganordnung gemäß 1.

4 ist eine Längsquerschnittsansicht senkrecht zu der Axialrichtung eines Abschnitts der Rollen- und Käfiganordnung gemäß 1.

5 ist eine Längsquerschnittsansicht senkrecht zu der Axialrichtung eines vergrößerten Abschnitts der Rollen- und Käfiganordnung gemäß 1.

6 ist eine Darstellung, die die Rollen- und Käfiganordnung gemäß 1 an dem Pleuel eines Motors angebracht zeigt.

7 ist eine Längsquerschnittsansicht parallel zu der Axialrichtung eines Abschnitts einer Rollen- und Käfiganordnung als eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

8 ist eine Vorderansicht eines Abschnitts einer Rollen- und Käfiganordnung gemäß dem Stand der Technik.

9 ist eine Längsquerschnittsansicht parallel zu der Axialrichtung der Rollen- und Käfiganordnung gemäß 8.

10 ist eine Längsquerschnittsansicht parallel zu der Axialrichtung eines Abschnitts der Rollen- und Käfiganordnung gemäß 8.

11 ist eine Längsquerschnittsansicht parallel zu der Axialrichtung eines Abschnitts der Rollen- und Käfiganordnung gemäß 8.

12 ist eine Längsquerschnittsansicht senkrecht zu der Axialrichtung eines vergrößerten Abschnitts der Rollen- und Käfiganordnung gemäß 8.

Bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung

Nachfolgend wird eine Rollen- und Käfiganordnung als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Wie in 1 bis 4 gezeigt ist, besteht die Rollen- und Käfiganordnung, wie sie mit der vorliegenden Erfindung beansprucht wird, aus einem Käfig, in etwa in der Form eines Zylinders, in dem mehrere Taschen 1a parallel mit der Axialrichtung und bei gleichen Abständen in der Umfangsrichtung ausgebildet sind, und nadelförmigen Rollen 2, die in jede der Taschen 1a eingesetzt sind. Ferner ist die Breitenabmessung jeder der Taschen 1a derart eingestellt, dass sie ein wenig größer ist als die äußere Durchmesserabmessung der Rollen 2, ausschließlich der Abmessung zwischen jedem der Haltevorsprünge, der nachfolgend zu beschreiben ist. Zusätzlich ist der Durchmesser einer jeden Rolle 2 größer als die Dicke des Käfigs 1.

Der Käfig 1 ist in eine einzige Struktur mit zwei Ringen 1b an beiden Enden und mehreren Stegen 1c ausgebildet, welche die beiden Ringe 1b miteinander verbinden und in der Umfangsrichtung derart angeordnet sind, dass sie jede der Taschen 1a zusammen mit jedem der Ringe 1b begrenzen.

Wie aus 3 hervorgeht, ist jeder Steg 1c derart ausgebildet, dass seine Außenfläche in etwa über seine gesamte Länge in der gleichen Ebene wie die Außenfläche der beiden Ringe 1b liegt. Gemäß dieser Gestaltung ist die Außenfläche des Käfigs 1 eine perfekt zylindrische Fläche mit Ausnahme der Taschenabschnitte, wobei der Kontaktflächenbereich mit der Innenfläche (Führungsfläche) eines Anbringpartners in der Form eines großen Endes eines (nachfolgend beschriebenen) Pleuels äußerst groß ist, und der Druck der Kontaktfläche erheblich verringert wird, was somit besonders effizient im Hinblick auf die Verhinderung von Wärmeerzeugung und Abrieb der Kontaktfläche ist.

Wie ebenso deutlich aus 3 hervorgeht, ist eine in etwa U-förmige Vertiefung 1f in dem Steg 1c in seiner Innenseite und in der Mitte der Axialrichtung ausgebildet, die sich weiter zu der Außenseite erstreckt als der Teilungskreisdurchmesser (P. C. D.) der Rolle 2 und kürzer ist als die Länge der Tasche 1a. Folglich weist der Steg 1c dickwandige Abschnitte 1d an beiden Enden, die jeweils fortlaufend mit den Ringen 1b sind, und einen dünnwandigen Abschnitt 1e in der Mitte neben den beiden dickwandigen Abschnitten 1d auf. Beide Seitenflächen in der Umfangsrichtung dieser dickwandigen Abschnitte 1d dienen als glatte Rollenführungsflächen und führen die Rollen 2 sanft, während ein Gleitkontakt an den Rollenführungsflächen ausgebildet wird.

Gemäß der erwähnten Gestaltung, bei der die in etwa U-förmige Vertiefung 1f zusammen mit der Ausbildung ausgebildet wird, bei der die Außenfläche des Steges 1c und die Außenflächen der Ringe 1b in der gleichen Ebene, wie oben beschrieben, liegen, weist der Steg 1c zusammen mit der Querschnittsform der beiden Ringe 1b die Form eines Tores auf. Da der Käfig 1 eine Querschnittsform in der Form eines Tores auf diese Art und Weise aufweist, wird ein relativ großes Schnittmodul sichergestellt, wodurch ein leichtes Gewicht und eine hohe Festigkeit erhalten wird.

Ferner wird bei der beschriebenen Gestaltung mit einem torförmigen Querschnitt, da die Rolle 2 durch die dickwandigen Abschnitte 1d an beiden Enden des Steges 1c geführt wird, das Neigen oder die Schrägung der Rolle 2 auf niedrigem Niveau gehalten, wodurch ein Gleiten mit der Bahnfläche reduziert wird, was zu einer verringerten Wärmeerzeugung führt. Zusätzlich kann bei diesem torförmigen Querschnitt, da die Breitenabmessung des Steges 1c entlang des Teilungskreisdurchmessers (P. C. D.) der Rolle 2 vergleichsweise klein ist, die Anzahl der Rollen, die verwendet werden kann, vergrößert werden, was im Hinblick auf die hohe Festigkeit, wie oben beschrieben, zu allen Zeiten vorteilhaft ist, wenn eine hohe Belastungskapazität erforderlich ist. Im Übrigen wird, wie insbesondere aus

9 hervorgeht, in der Rollen- und Käfiganordnung, die als ein Beispiel für den Stand der Technik in den 8 bis 12 gezeigt ist, der mittlere Abschnitt des Steges 101c in Richtung des Innendurchmessers derart gebogen, dass der Buchstabe "M" mit der Querschnittsform der Ringe 101b an beiden Enden ausgebildet wird, und aus diesem Grund wird hierauf als eine M-förmige Rollen- und Käfiganordnung Bezug genommen. In dieser M-förmigen Rollen- und Käfiganordnung ist in dem Fall, dass die Breitenabmessung der Stege 101c entlang des Teilungskreisdurchmessers der Rollen gleich ist, wie diejenige der torförmigen Rollen- und Käfiganordnung, wie durch die vorliegende Erfindung beansprucht, die Anzahl der Rollen, die eingesetzt werden kann, geringer als die der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich wird, da die Stege 101c selbst dünnwandig sind und erheblich gebogen werden, die Festigkeit verringert, wodurch sie regelmäßig dann gewählt werden, wenn vergleichsweise geringe Lasten aufgenommen werden.

Wie in 3 und 4 gezeigt ist, sind ein Paar von inneren Haltevorsprüngen 1g in der Umgebung von beiden Enden des erwähnten Steges 1c, nämlich an beiden Innenflächen der beiden dickwandigen Abschnitte 1d ausgebildet. Zusätzlich ist ein Paar äußerer Haltevorsprünge 1h1 auf die gleiche Weise an der Außenseite an Stellen ausgebildet, die den inneren Haltevorsprüngen 1g entsprechen. Jedoch sind nur die äußeren Haltevorsprünge 1h1 in 5 gezeigt. Diese inneren Haltevorsprünge 1g und die äußeren Haltevorsprünge 1h1 stehen derart vor, dass sie zu der Tasche 1h gerichtet sind, und der Abstand zwischen den Haltevorsprüngen benachbarter Stege 1c in der Umfangsrichtung ist derart eingestellt, dass er ein wenig kleiner ist als der Durchmesser der Rollen 2. Die Rollen 2 werden durch diese Vorsprünge gehalten und daran gehindert, zu der Innenseite und Außenseite von den Taschen 1a herauszufallen.

Wie in 1 bis 4 gezeigt ist, sind Kerben 1k einer vorbestimmten Länge in jedem Steg 1c in der Mitte in seiner Axialrichtung derart ausgebildet, dass ein Abschnitt der Tasche 1a an beiden Seiten in der Umfangsrichtung vergrößert wird. Als Ergebnis der Vergrößerung eines Abschnitts der Tasche 1a auf diese Weise wird die Fähigkeit der Rollen- und Käfiganordnung, Schmiermittel (Öl) einzubauen, verbessert. Insbesondere ist als Ergebnis der Ausbildung der Kerben 1k in der Mitte der Rolle des Käfigs 1 auf diese Weise die Schmierung in dem Fall hervorragend, dass die Rollen- und Käfiganordnung an ein großes Ende 6a eines Pleuels 6, wie gezeigt in 6, angebracht wird.

Die Zuführung von Schmiermittel wird nämlich in dem Anbringungszustand, der in 6(a) gezeigt ist, zu der Rollen- und Käfiganordnung, durch den Seitenschlitz 6e (vgl. auch 6(b)) durchgeführt, der in dem Ende in der Axialrichtung des großen Endes 6a entgegengesetzt zu einem Gewicht 7a der Kurbelwelle 7 ausgebildet ist, und durch einen mittleren Schlitz 6b (vgl. auch 6(b)), der in der Mitte in der Axialrichtung des großen Endes 6a ausgebildet ist. Die Schmiermittelmenge, die von dem mittleren Schlitz 6b eines großen Endes 6a zugeführt wird, ist, so wird erwartet, vergleichsweise groß. Da die erwähnten Kerben 1k, die vergrößerte Abschnitte der Tasche 1a sind, entsprechend zu einem mittleren Schlitz 6b für die Zuführung von Schmiermittel angeordnet sind, der in der Mitte in der Axialrichtung eines großen Endes 6a auf diese Weise ausgebildet ist, strömt Schmiermittel effizient ein, was zu einer hervorragenden Schmierung und Fresswiderstand führt.

Ferner bezeichnet die Referenznummer 5 in 6 einen Kurbelzapfen. Zusätzlich sind der Kurbelzapfen 5 und das oben erwähnte große Ende 6a auch in 4 gezeigt.

Die Rollen- und Käfiganordnung mit der oben erwähnten Gestaltung wird auf folgende Weise hergestellt. Ferner wird ein Material, wie z. B. Sinterstahl (SCM415, STKM13) für das Material des Käfigs 1 gewählt, während Kugellagerstahl (SUJ2) usw. für die Rollen 2 verwendet wird.

Bezüglich des Käfigs 1 wird ein zylindrisches Material zunächst vorbereitet, indem ein langes Rohrmaterial, das aus dem oben erwähnten Material ausgeführt ist, auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird. Nachfolgend werden Taschen 1a dadurch ausgebildet, dass ein Stanzen an dem zylindrischen Material durchgeführt wird, dessen Querschnitt in die Form eines Tores gedreht wurde. Darüber hinaus werden innere Haltevorsprünge 1g und ursprüngliche äußere Haltevorsprünge 1h durch Anordnen eines (nicht gezeigten) Rändelschafts gegen die Innenseite und die Außenseite ausgebildet, wobei er gegen die Innenseite und die Außenseite bei einem vorbestimmten Druck gedrückt wird und gedreht wird. Als Ergebnis dieses Rändelns werden lineare Nuten 1i und 1j in der Innenseite und der Außenseite in der Form von Vertiefungen ausgebildet, welche die Stege 1c in der Umfangsrichtung, wie in 3 und 5 gezeigt, kreuzen. Hierauf folgt eine Wärmebehandlung. Im Rahmen der Fortsetzung wird die Außenseite des Käfigs 1 geschliffen (durch ein Ausmaß, das mit der Referenznummer e2 angezeigt ist), wie durch die mit Doppelpunkten unterbrochene Linie in den 3 und 5 angezeigt, um sämtliche der oben erwähnten Nuten 1j zu entfernen, die als Ergebnis des Rändelns ausgebildet wurden. Wie aus 5 klar hervorgeht, wird der Außendurchmesser D2 des Materials vor dem Schleifen vorher auf einen Wert eingestellt, der erhalten wird, indem das Ausmaß des Schleifens e2 zu einem vorbestimmten Außendurchmesser hinzugefügt wird, der nachfolgend als normaler Durchmesser D0 bezeichnet wird, so dass der Durchmesser des Käfigs 1 zu dem normalen Durchmesser D0 wird, nachdem das Schleifen vollendet wurde.

Zusätzlich wird, wie in den 3 und 5 gezeigt, als Ergebnis der Durchführung dieses Schleifens ein äußerer Abschnitt 1h2 von den ursprünglichen äußeren Haltevorsprüngen 1h weggeschnitten, die, wie oben beschrieben, durch Rändeln ausgebildet werden, und der verbleibende Abschnitt wird der normale äußere Haltevorsprung 1h1, der vorangehend beschrieben wurde. Somit fallen die Außenflächen dieses normalen äußeren Haltevorsprungs 1h1 und der normale Durchmesser D0 des Käfigs 1 zusammen.

Ferner wird bei der vorliegenden Erfindung der äußere Abschnitt 1h2 des ursprünglichen äußeren Haltevorsprungs 1h durch das Schleifen weggeschnitten, das durchgeführt wird, um die oben erwähnte Nut 1j zu entfernen, die an der Außenseite des Käfigs durch Rändeln ausgebildet wird. Dies kann auf die folgende Weise durchgeführt werden.

Im Einzelnen wird gemäß 5 der Außendurchmesser des Materials derart eingestellt, dass die Bodenfläche der Nut 1j, nämlich die Außenfläche des ursprünglichen äußeren Haltevorsprungs 1h mit dem normalen Durchmesser D0 des Käfigs 1 in seiner Ausgangsform zusammenfällt, und das Schleifen wird vollendet, bis das Schleifen die Bodenfläche der Nut 1j erreicht. Gemäß dieser Gestaltung wird der ursprüngliche äußere Haltevorsprung 1h, der durch Rändeln ausgebildet wird, ohne eine Veränderung zu dem normalen äußeren Haltevorsprung. Mit anderen Worten kann die oben erwähnte Nut 1j entfernt werden, ohne dass irgendein Abschnitt zurückbleibt.

Wenn einmal das Ausbilden des Käfigs 1 vollendet wurde, wie oben beschrieben, wird die Außenfläche des Käfigs 1 kupfer- und/oder silberplatiert. Im Ergebnis wird die Formgenauigkeit der Außendurchmesserfläche des Käfigs zu der Führungsfläche verbessert.

Andererseits, obwohl dies nicht im Detail beschrieben ist, wird ein nadelförmiges Material für die Rollen 2 vorbereitet, indem ein gerades Material auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird, das aus dem Material, das oben beschrieben wurde, ausgeführt ist, und wobei dann ein Schleifen und eine Wärmebehandlung usw. bei diesem Material durchgeführt wird. Rollen 2, die auf diese Weise erhalten werden, werden dann eingesetzt, indem sie unter Druck in die Taschen 1a des Käfigs 1 eingesetzt werden, um die Rollen- und Käfiganordnung zu vollenden.

4 und 6 zeigen den Verwendungszustand, in dem die Rollen- und Käfiganordnung mit der oben erwähnten Gestaltung zwischen dem großen Ende 6a eines Pleuels und dem Kurbelzapfen 5 angeordnet ist. In diesem Verwendungszustand machen die Rollen 2 sanft Kontakt mit Rollenführungsflächen, die an dickwandigen Abschnitten 1d (vgl, auch 3 usw.) der Stege 1c ausgebildet sind, und werden über nahezu den Teilungskreisdurchmesser (P. C. D.) geführt, und drehen sich, ohne dass sie eine Berührung mit den inneren Haltevorsprüngen 1g und den äußeren Haltevorsprüngen 1h1 herstellen. Zusätzlich sind die Abmessungen derart eingestellt, dass die Außenfläche des Käfigs 1 eine Berührung mit der Innenfläche (der Führungsfläche) des großen Endes 6a durchführt, bevor die Umfangsfläche des Käfigs 1 eine Berührung mit dem Kurbelzapfen 5 erreicht. Im Einzelnen wird eine Gestaltung verwendet, bei der die Außenseite des Käfigs 1 durch die Innenfläche (Führungsfläche) des großen Endes 6a des Pleuels in der Rollen- und Käfiganordnung geführt wird. Somit machen in der Rollen- und Käfiganordnung, da die Innenfläche des Käfigs 1 nicht geführt wird, die Rollen 2 keine Berührung mit den inneren Haltevorsprüngen 1g, und zwar als ein Ergebnis dessen, dass sie durch die Zentrifugalkraft während der Drehung der Rollen- und Käfiganordnung herumgeschwenkt werden, und ein Schleifen wird an den inneren Haltevorsprüngen 1g und den Nuten 1i, die in der Innenseite des Käfigs ausgebildet sind, nicht durchgeführt.

Wie oben beschrieben wurde, wird in der Rollen- und Käfiganordnung die Außenseite des Käfigs 1 derart geschliffen, dass Vertiefungen in der Form der Nut 1j, die während der spanenden Bearbeitung der äußeren Haltevorsprünge ausgebildet wurde, vollständig entfernt werden, und die Außenflächen der äußeren Haltevorsprünge werden derart ausgeführt, dass sie mit dem normalen Durchmesser D0 (vgl. 5) des Käfigs 1 zusammenfallen.

Gemäß dieser Gestaltung, wie insbesondere aus 5 hervorgeht, können die äußeren Haltevorsprüngen 1h1 in extremer Nähe zu der Außenfläche des Käfigs 1 angeordnet werden, und das Vorstehausmaß d2 der Rollen 2 von dem Käfig in Richtung der Außenseite in der Radialrichtung, also das Anhebeausmaß kann vergrößert werden. Mit anderen Worten heben sich Kontaktstellen 13 der Rollen 2, an denen ein Kontakt mit dem äußeren Haltevorsprung 1h1 ausgebildet wird, der in beiden Seiten in der Umfangsrichtung der Taschen 1a ausgebildet ist (vgl. 5), zu der Außenseite des Käfigs. Ferner fällt, wie in 5 gezeigt ist, ein Abstand c2 zwischen den Kontaktstellen 13 nahezu mit dem Abstand d2 zwischen den entsprechenden äußeren Haltevorsprüngen 1h1 zusammen.

Die folgenden Vorteile werden als Ergebnis der Verwendung der oben erwähnten Gestaltung erhalten.

Im Einzelnen weicht in der Rollen- und Käfiganordnung der oben erwähnten Gestaltung, nachdem ein gewisses Ausmaß der Betriebszeit verstrichen ist, oder wenn das Abriebsausmaß der Rollenführungsfläche der Stege 1c sich infolge der Verwendungsbedingungen vergrößert, die Rolle 2 von der normalen Breite W der Tasche 1, wie durch die unterbrochene Linie in 5 gezeigt, ab und versetzt sich in der Umfangsrichtung (das Ausmaß der Versetzung ist mit Bezugszeichen a in 5 angezeigt). Demzufolge nähert sich die Rolle 2 an den äußeren Haltevorsprung 1h1 an.

In der Rollen- und Käfiganordnung gemäß der vorliegenden Erfindung kommt, da die äußeren Haltevorsprünge 1h1 in extremer Nähe zu der Außenfläche des Käfigs 1 angeordnet sind, wie vorangehend beschrieben, auch wenn die Rollenführungsfläche der Stege 1c des Käfigs 1 auf diese Weise abgerieben wird, irgendeine Rolle 2 in keinen Kontakt mit dem äußeren Haltevorsprung 1h1, oder die Zeitdauer, bis sie einen Kontakt erreicht, nämlich die Zeitdauer, bis eine Wärmeerzeugung und Fressen auftreten, wird verlängert, wodurch die Lebensdauer verlängert wird.

Zusätzlich vergrößert sich, da die erwähnte Nut 1j, die ausgebildet ist, um den äußeren Haltevorsprung 1h1 zu schaffen, vollständig entfernt wird, der Berührungsoberflächenbereich zwischen der Außenfläche des Käfigs 1 und der Innenfläche (Führungsfläche) des Anbringpartners in der Form eines großen Endes 6a eines Pleuels, wodurch der Druck zwischen der Kontaktfläche verringert wird, und die Erzeugung von Wärme und der Abrieb der Kontaktfläche verhindert wird.

Zusätzlich wird gemäß der oben beschriebenen Gestaltung, da die spanende Bearbeitung der Tasche 1a, des äußeren Haltevorsprungs 1h1 und des inneren Haltevorsprungs 1g in dem Zustand durchgeführt wird, dass ein Ausmaß des Schleifens (e2) größer oder gleich der Tiefe der oben erwähnten Nut 1j ist, zusätzlich zu dem oben erwähnten normalen Außendurchmesser Da, nämlich an einem dickwandigen und hochfesten zylindrischen Material, die Belastung, die von dieser spanenden Bearbeitung entsteht, auf einem niedrigen Niveau gehalten, wodurch die Abmessungsgenauigkeit der Tasche 1a, des äußeren Haltevorsprungs 1h1 und des inneren Haltevorsprungs 1g verbessert wird.

Zusätzlich sind der oben erwähnte Haltevorsprung 1h1 und der innere Haltevorsprung 1g in dickwandigen Abschnitten 1d an beiden Enden des Steges 1c ausgebildet, die eine vergleichsweise hohe Festigkeit aufweisen. Somit wird das Ausmaß der Verformung des Käfigs 1, anhand des Drucks, der durch Rändeln aufgebracht wird, auf einem niedrigen Niveau gehalten, wodurch ermöglicht wird, dass die Abmessungen der Tasche 1a mit einer hohen Genauigkeit aufrechterhalten werden.

Hierbei sind bezüglich der Rollen- und Käfiganordnung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Ergebnisse eines tatsächlich hergestellten Prototyps und einer Messung des erwähnten Anhebeausmaßes b2 von Rollen 2 (vgl. 5) zusammen mit dem Außenflächenbereich des Käfigs 1, nämlich des Kontaktflächenbereichs während des Kontakts mit einem großen Ende eines Pleuels gezeigt. Zusätzlich würde ein getrennter Prototyp hergestellt, bei dem das Schleifen nicht an einer Außenfläche des Käfigs durchgeführt wurde, um ihn mit dem Wert der Rollen- und Käfiganordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zu vergleichen. Da das Anhebeausmaß und der Außenflächenbereich des Käfigs ebenso für diesen Prototypen gemessen wurden, sind diese Ergebnisse auch gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass der Außendurchmesser des zylindrischen Materials vor dem Rändeln des getrennten Prototyps, der für Vergleichszwecke verwendet wurde, bereits zu dem normalen Durchmesser D0 ausgeführt wurde.

Eine jede der Hauptabmessungen gemäß 3 für beide Prototypen waren wie unten gezeigt. Zusätzlich wurde die Anzahl der Rollen auf 16 eingestellt.

Fw: Rollensatz-Bohrungsdurchmesser = 22 mm

Ew: Rollensatz-Außendurchmesser = 29 mm

Bc: Käfigbreite = 17 mm

Rollendurchmesser = 3,5 mm

Rollenlänge = 13,8 mm

Als ein Ergebnis der Einstellung der oben erwähnten Messungen wurde ein Wert von etwa 0,7 bis 1,0 mm für das Anhebeausmaß b2 in dem Prototyp gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten, während derjenige in dem Prototyp, bei dem kein Schleifen durchgeführt wurde, etwa 0,4 bis 0,7 mm betrug. Im Einzelnen war bei dem Prototyp gemäß der vorliegenden Erfindung das Anhebeausmaß b2 in der Lage, um etwa 0,3 mm, im Durchschnitt, verglichen mit dem Prototyp, bei dem Schleifen nicht durchgeführt wurde, erhöht zu werden.

Wenn beispielsweise eine Verwendung für das Pleuel eines Motors vorliegt, der an einem Motorfahrzeug mit einem Sitz in der Art eines Sattels (wie z. B. ein Motorrad) eingesetzt wird, werden Rollen- und Käfiganordnungen typischerweise ausgewählt, bei denen der Rollendurchmesser etwa 2 bis 4 mm beträgt, was dem bei dem oben erwähnten Prototyp entspricht. Wenn dieser Prototyp tatsächlich an dem Motor eingesetzt wurde, und der gleiche Versuch durchgeführt wurde, wurde verifiziert, dass die erforderlichen Wirkungen erhalten wurden, wenn der Minimalwert des oben erwähnten Anhebeausmaßes b2 derart genommen wird, dass er etwa 0,7 mm, wie oben erwähnt, beträgt.

Andererseits beträgt im Gegensatz zu dem Außenflächenbereich, nämlich dem Kontaktflächenbereich, der bei dem Prototyp ohne Schleifen 575 mm2 ist, der bei dem Prototypen gemäß der vorliegenden Erfindung 641 mm2, so dass er um 11,5% vergrößert werden konnte. Somit wurde verifiziert, dass der Prototyp gemäß der vorliegenden Erfindung den Druck der Außendurchmesser-Kontaktfläche des Käfigs während der Drehung um 10,3, verglichen mit dem Prototyp ohne Schleifen, verringert.

7 zeigt einen Längsquerschnitt des wesentlichen Abschnitts einer Rollen- und Käfiganordnung als einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Ferner wird, da diese zweite Ausführungsform einer Rollen- und Käfiganordnung auf die gleiche Weise aufgebaut ist wie die erste Ausführungsform einer Rollen- und Käfiganordnung gemäß 1 bis 6, mit Ausnahme der nachfolgend erläuterten Abschnitte, eine Erläuterung insgesamt weggelassen. Anstelle dessen wird sich die Erläuterung auf den wesentlichen Abschnitt konzentrieren. Zusätzlich werden in der nachfolgenden Erläuterung die gleichen Referenznummern für diejenigen Bestandteile herangezogen, die identisch zu Bestandteilen der Rollen- und Käfiganordnung der ersten Ausführungsform sind oder diesen entsprechen.

Wie in den Figuren gezeigt ist, beträgt in der Rollen- und Käfiganordnung die Dicke des Käfigs 1 weniger als die Dicke der Rollen- und Käfiganordnung der oben erwähnten ersten Ausführungsform. Innere Haltevorsprünge sind nicht ausgebildet, während nur äußere Haltevorsprünge 1h1 ausgebildet sind. Das Ausbildungsverfahren dieser äußeren Haltevorsprünge 1h1 ist das gleiche wie das der ersten Ausführungsform. Somit zeigt, auch wenn die Rollen 2 daran gehindert werden, nur zur Außenseite herauszufallen, diese Rollen- und Käfiganordnung immer noch die gewünschten Wirkungen auf die gleiche Weise wie die oben erwähnte Rollen- und Käfiganordnung der ersten Ausführungsform.

Ferner sind in einer Rollen- und Käfiganordnung, bei der die Rollen 2 daran gehindert werden, sowohl an der Innenseite als auch der Außenseite, wie bei der ersten Ausführungsform, herauszufallen, die Rollen in eine einzige Struktur mit dem Käfig 1 integriert, wodurch eine leichte Handhabung während der Montage an ein Pleuel usw. erleichtert wird.

Ferner ist bei jeder der erwähnten Ausführungsformen der Fall gezeigt, bei dem äußere Haltevorsprünge 1h1 des Käfigs 1 (und die inneren Haltevorsprünge bei der ersten Ausführungsform) durch Verstemmen als ein Ergebnis des Durchführens des Rändelns ausgebildet werden, woraufhin die Nut 1j (1i), die durch Stemmen ausgebildet wurde, entfernt wird. Alternativ kann dies jedoch ebenso dadurch ausgebildet werden, dass zunächst die Vorsprünge durch Formen ausgebildet werden, und dann die Außendurchmesserfläche geschliffen wird, bis die Vertiefungen, die als ein Ergebnis des Formens ausgebildet werden, vollständig entfernt sind. Zusätzlich kann, obwohl die Rollen- und Käfiganordnungen jeder der oben erwähnten Ausführungsformen einen torförmigen Querschnitt aufweisen, die vorliegende Erfindung selbstverständlich ebenso auf diejenigen angewendet werden, die eine M-Form aufweisen, sowie verschiedene andere Arten von Rollen- und Käfiganordnungen.

Zusätzlich kann, obwohl das Schleifen bei jeder der oben erwähnten Ausführungsformen durchgeführt wird, um Nuten zu entfernen, die als Ergebnis des Rändelns ausgebildet werden, dies ebenso durch Schneiden im breiten Sinne dieses Begriffes vorgenommen werden.

Darüber hinaus kann, obwohl die Gesamtheit des Käfigs 1 bei jeder der erwähnten Ausführungsformen als eine einzige Struktur in der Form eines Zylinders ausgebildet ist, ebenso eine getrennte Struktur verwendet werden, d. h. eine Gestaltung kann eingesetzt werden, bei der zwei Hälften eines Paares von Halbkreisabschnitten miteinander verbunden werden. Es gibt zwei Arten der Kurbelwelle 7, die in 6 gezeigt ist, eine mit einem Kurbelzapfen 5 und einem Gewicht 7a, die getrennt sind, und eine, bei denen sie in eine einzige Gestalt integriert sind. Obwohl ein vollständig zylindrischer, integral geformter Käfig bei der getrennten Art einer Kurbelwelle eingesetzt werden kann, kann er nicht bei einer integrierten Art einer Kurbelwelle eingesetzt werden. Wenn ein Käfig verwendet wird, der eine getrennte Struktur verwendet, kann er entweder bei einer getrennten Art einer Kurbelwelle oder einer integrierten Art einer Kurbelwelle eingesetzt werden.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Wie oben beschrieben, ist in der Rollen- und Käfiganordnung gemäß der vorliegenden Erfindung die Außenseite des Käfigs vollständig geschliffen, um Vertiefungen zu entfernen, die während der spanenden Bearbeitung der äußeren Haltevorsprünge ausgebildet werden, so dass die Außenfläche der äußeren Haltevorsprünge mit dem normalen Außendurchmesser des Käfigs zusammenfällt.

Gemäß dieser Gestaltung kann, da diese äußeren Haltevorsprünge in extrem naher Nähe mit der Außenfläche des Käfigs angeordnet sind, das Ausmaß des Vorstehens der Rollen zu der Außenseite in der Radialrichtung bezüglich des Käfigs, nämlich das Anhebeausmaß, vergrößert werden. Somit bilden, auch wenn die Rollenführungsfläche der Stege des Käfigs abgerieben wird, entweder die Rollen keinen Kontakt mit den äußeren Haltevorsprüngen aus, oder die Zeitdauer, bis sie einen Kontakt ausbilden, nämlich die Zeitdauer, bis Wärmeerzeugung und Fressen auftritt, wird verlängert, wodurch die Lebensdauer verlängert wird.

Zusätzlich wird, da die oben erwähnten Vertiefungen, die dafür ausgebildet sind, um äußere Haltevorsprünge zu schaffen, vollständig entfernt werden, der Kontaktflächenbereich zwischen der Haltevorsprünge des Käfigs und der Innenfläche (Führungsfläche) des Anbringpartners (z. B. des großen Endes eines Pleuels) vergrößert, wodurch der Druck der Kontaktfläche verringert wird, was in einer Verhinderung der Wärmeerzeugung und des Abriebs der Kontaktfläche resultiert.

Darüber hinaus wird gemäß der oben erwähnten Gestaltung, da eine spanende Bearbeitung der Taschen und der äußeren Haltevorsprünge (und in ähnlicher Weise in dem Fall des Vorsehens innerer Haltevorsprünge) in dem Zustand durchgeführt wird, dass eine Menge des Schleifens vorgesehen wird, die größer oder gleich der Tiefe der oben erwähnten Vertiefungen, zusätzlich zu dem oben erwähnten normalen Außendurchmesser, ist, nämlich an einem dickwandigen und hochfesten zylindrischen Material, die Belastung, die von dieser Bearbeitung herrührt, auf ein niedriges Niveau gehalten, wodurch die Abmessungsgenauigkeit der Taschen und der äußeren Haltevorsprünge (sowie der inneren Haltevorsprünge) verbessert wird.

Ferner ist in der Rollen- und Käfiganordnung gemäß der vorliegenden Erfindung jeder der Stege des Käfigs derart ausgebildet, dass seine Außenfläche in der gleichen Ebene wie die Außenfläche der Ringe, in etwa über seine gesamte Länge, liegt. Gemäß dieser Gestaltung ist die Außenfläche des Käfigs eine perfekt zylindrische Oberfläche, mit der Ausnahme der Taschenabschnitte, der Kontaktflächenbereich mit dem oben erwähnten Anbringpartner ist extrem groß, und der Druck der Kontaktfläche wird erheblich verringert, was somit besonders wirksam für die Verhinderung von Wärmeerzeugung und Abrieb, wie oben beschrieben, ist.

Zusätzlich sind bei der Rollen- und Käfiganordnung gemäß der vorliegenden Erfindung Kerben in jedem der oben erwähnten Stege in der Mitte in seiner Axialrichtung und an beiden Seiten in der Umfangsrichtung derart ausgebildet, dass ein Abschnitt der Taschen vergrößert wird. Als ein Ergebnis der Vergrößerung eines Abschnitts der Taschen in dieser Weise wird die Fähigkeit der Rollen- und Käfiganordnung, Schmiermittel auszunützen, verbessert. Insbesondere ist in dem Fall der Anbringung der Rollen- und Käfiganordnung an das große Ende eines Pleuels, da vergrößerte Taschenabschnitte entsprechend den Schlitzen für die Zuführung von Schmiermittel angeordnet sind, die in der Mitte in der Axialrichtung des großen Endes angeordnet sind, Schmiermittel in der Lage, wirksam einzuströmen, wodurch eine günstige Schmierung und Fresswiderstandsfähigkeit erhalten wird.

Darüber hinaus sind in der Rollen- und Käfiganordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, als ein Ergebnis dessen, dass für die Stege ermöglicht wird, dass sie dickwandige Abschnitte an beiden Enden und einen dünnwandigen Abschnitt in der Mitte aufweisen, in dem in etwa U-förmige Vertiefungen an der Innenseite und in der Mitte in der Axialrichtung der oben erwähnten Stege ausgebildet sind, die sich weiter zu der Außenseite erstrecken als der Teilungskreisdurchmesser der Rollen, und sie kleiner sind als die Länge der Taschen, die oben erwähnten äußeren Haltevorsprünge in beiden der dickwandigen Abschnitte ausgebildet. Gemäß der Gestaltung, bei der diese in etwa U-förmigen Vertiefungen ausgebildet sind, zusammen mit der Gestaltung, bei der die Außenfläche der Stege und die Außenflächen der Ringe in der gleichen Ebene, wie oben beschrieben, liegen, zeigen die Stege die Form eines Tores zusammen mit der Querschnittsform beider Ringe. Da der Käfig auf diese Weise eine Querschnittsform in der Form eines Tores aufweist, werden ein leichtes Gewicht und eine hohe Festigkeit erhalten. Zusätzlich wird, da die äußeren Haltevorsprünge (und in ähnlicher Weise in dem Fall der Ausbildung innerer Haltevorsprünge) in den oben erwähnten dickwandigen Abschnitten an beiden Enden ausgebildet sind, die eine vergleichsweise hohe Festigkeit aufweisen, das Ausmaß der Verformung des Käfigs durch Druck, der durch Rändeln aufgebracht wird, auf ein niedriges Niveau gehalten, wodurch für die Abmessungen der Taschen ermöglicht wird, dass eine hohe Genauigkeit aufrechterhalten wird.

Ferner wird bei der Gestaltung des oben erwähnten torförmigen Querschnitts, da die Rollen durch die dickwandigen Abschnitte an beiden Enden der Stege geführt werden, das Neigen oder die Schräge der Rollen auf ein niedriges Niveau gehalten, wodurch ein Gleiten mit den Bahnoberflächen verringert wird, was in einer verringerten Wärmeerzeugung resultiert. Zusätzlich kann bei diesem torförmigen Querschnitt, da die Breitenabmessung der Stege entlang des Teilungskreisdurchmessers (P. C. D.) der Rollen vergleichsweise klein ist, die Anzahl der Rollen, die eingebaut werden kann, vergrößert werden, was angesichts der hohen Festigkeit, wie oben beschrieben, zu Zeiten bevorzugt ist, wenn eine hohe Belastungskapazität erforderlich ist. Im Übrigen ist, wie insbesondere aus 9 deutlich wird, in der Rollen- und Käfiganordnung, die als ein Beispiel des Standes der Technik in 8 bis 12 gezeigt ist, der mittlere Abschnitt des Steges 101c in Richtung des innenseitigen Durchmessers derart gebogen, dass mit der Querschnittsform der Ringe 101b an beiden Enden die Form des Buchstaben "M" erhalten wird, und aus diesem Grund wird hierauf als eine M-förmige Rollen- und Käfiganordnung Bezug genommen. In dieser M-förmigen Rollen- und Käfiganordnung ist in dem Fall der Einstellung der Breitenabmessung der Stege 101c entlang des Teilungskreisdurchmessers der Rollen, die die gleiche ist wie bei der torförmigen Rollen- und Käfiganordnung, gemäß der vorliegenden Erfindung, die Anzahl von Rollen, die eingesetzt werden kann, geringer, als diejenige bei der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich wird, da die Stege 101c selbst dünnwandig sind und erheblich gebogen werden, die Festigkeit verschlechtert, wodurch sie regelmäßig dann gewählt werden, wenn sie vergleichsweise leichte Lasten aufnehmen.

Ferner weist die Rollen- und Käfiganordnung gemäß der vorliegenden Erfindung innere Haltevorsprünge auf, welche die Rollen daran hindern, aus den Taschen in Richtung der Innenseite herauszufallen. Somit werden die Rollen durch innere und äußere Haltevorsprünge zurückgehalten und in eine einzige Struktur mit dem Käfig integriert, wodurch eine leichte Handhabung erleichtert wird, wenn die Rollen- und Käfiganordnung an ein Pleuel usw. angebracht wird. Jedoch besteht bezüglich der Vertiefungen, die an der Innenseite des Käfigs während der Bearbeitung der inneren Haltevorsprünge ausgebildet werden, da die Rollen keinen Kontakt mit den inneren Haltevorsprüngen als Ergebnis dessen aufweisen, dass sie durch die Zentrifugalkraft während der Drehung der Rollen- und Käfiganordnung herumgeschwungen werden, keine Notwendigkeit, ein Schleifen durchzuführen, wie dies bei den Vertiefungen während der Ausbildung der äußeren Haltevorsprünge der Fall ist.

Ferner besteht bei der Rollen- und Käfiganordnung gemäß der vorliegenden Erfindung der Käfig aus miteinander verbundenen Hälften eines Paares von halbkreisförmigen Abschnitten. Es gibt zwei Arten der Kurbelwelle, die in 6 gezeigt ist, eine mit einem Kurbelzapfen 5 und einem Gewicht 7a, die getrennt sind, und eine, bei denen sie in eine einzige Struktur integriert sind. Obwohl ein vollständig zylindrisch, integral geformter Käfig bei der getrennten Art einer Kurbelwelle verwendet werden kann, kann er nicht in einer integrierten Art einer Kurbelwelle eingesetzt werden. Wenn ein Käfig verwendet wird, der eine getrennte Struktur aufweist, kann er entweder bei einer getrennten Art einer Kurbelwelle oder bei der integrierten Art einer Kurbelwelle eingesetzt werden.

Beschreibung der Referenznummern 1 Käfig 1a Tasche 1b Ring 1c Steg 1d dickwandiger Abschnitt (beide Enden) 1e dünnwandiger Abschnitt (Mitte) 1f Vertiefung (in etwa U-förmig) 1g innerer Haltevorsprung 1h1 äußerer Haltevorsprung 1i, 1j Nuten (Vertiefungen) 5 Kurbelzapfen 6 Pleuel 6a großes Ende 6b mittlerer Schlitz

Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung einer Rollen- und Käfiganordnung mit:

    einem im wesentlichen zylindrischen Käfig (1) mit Ringen (1b) an beiden Enden und mehreren Stegen (1c), die integral mit jedem der Ringe (1b) in einer Umfangsrichtung des Käfigs derart angeordnet sind, dass Taschen (1a) parallel mit den Stegen in einer Axialrichtung des Käfigs definiert werden; und Rollen (2) mit einem Durchmesser, der größer ist als

    eine Wanddicke des Käfigs (1), wobei die Rollen (2) jeweils in jede der Taschen (1a) eingesetzt sind, wobei

    die Stege eine im wesentlichen U-förmige Ausnehmung (1f) aufweisen, die sich außerhalb eines Teilungskreisdurchmessers der Rollen (2) erstreckt, und die eine axiale Länge aufweist, die kürzer ist als die Taschen (1a), wobei die Ausnehmung an einem Innenabschnitt der Stege (1c) ausgebildet ist, und in der Axialrichtung zentriert ist, um dickwandige Abschnitte (1d) an beiden Enden und einen dünnwandigen Abschnitt (1e) in der Mitte der Stege (1c) auszubilden, wobei

    die dickwandigen Abschnitte (1d) der Stege (1c) äußere Haltevorsprünge (1h) aufweisen, die in die Taschen (1a) vorstehen, um die Rollen (2) daran zu hindern, nach außen heraus zu fallen, wobei die äußeren Haltevorsprünge (1h) dadurch ausgebildet werden, dass ein Abschnitt jedes der Stege (1c) in eine Ausnehmung (1j) spanend bearbeitet wird,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    eine Außenumfangsseite des Käfigs (1) einer Schneidbearbeitung unterworfen wird, um die Ausnehmungen (1j) von den Stegen zu entfernen, derart, dass der Käfig (1), nachdem der Käfig (1) dem Schneiden unterworfen wurde, eine Außendurchmesserfläche mit einem vorbestimmten Außendurchmesser (D0) aufweist, der als eine Führungsfläche wirkt, wobei

    Außenflächen der äußeren Haltevorsprünge (1h) mit der Außendurchmesserfläche des Käfigs (1) des vorbestimmten Außendurchmessers (D0) zusammenfallen, der als eine Führungsfläche wirkt, und

    Außenflächen der Stege (1c) über die gesamte axiale Länge der Stege (1c) auf einem Niveau mit einer Außenumfangsfläche der Ringe (1b) sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stege (1c) Kerben (1k) aufweisen, wobei die Kerben (1k) einen Abschnitt der Taschen (1a) vergrößern, und die Kerben (1k) in der Mitte der Stege (1c) in der Axialrichtung und an beiden Seiten derselben in der Umfangsrichtung ausgebildet sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei innere Haltevorsprünge (1g) an dem Innenabschnitt der Stege (1c) derart spanend bearbeitet sind, dass sie in die Taschen (1a) vorstehen, so dass die Rollen (2) daran gehindert werden, nach innen herauszufallen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Käfig (1) ein Paar von Halbring-Halbzusammenbauanordnungen aufweist, die miteinander verbunden sind.
  5. Rollen- und Käfiganordnung mit einem im wesentlichen zylindrischen Käfig (1) aus Metall, mit Ringen (1b) an beiden Enden und mit mehreren Stegen (1c), die in der Umfangsrichtung in eine einzige Struktur mit jedem der Ringe (1b) integriert sind, die parallel in der Axialrichtung zusammen mit den Ringen (1b) Taschen (1a) begrenzen, wobei die Stege eine im wesentlichen U-förmige Ausnehmung (1f) aufweisen, die sich außerhalb eines Teilungskreisdurchmessers der Rollen (2) erstreckt, und die eine axiale Länge aufweist, die kürzer ist als die Taschen (1a), wobei die Ausnehmung an einem Innenabschnitt eines jeden der Stege (1c) ausgebildet ist, und in der Axialrichtung zentriert ist, um dickwandige Abschnitte (1d) an beiden Enden und einen dünnwandigen Abschnitt (1e) in der Mitte der Stege (1c) auszubilden, wobei die Anordnung ferner Rollen (2) aufweist, die einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als die Wanddicke des Käfigs (1), die in jede der Taschen (1a) eingesetzt sind; wobei äußere Haltevorsprünge (1h1), welche die Rollen (2) daran hindern, zu der Außenseite zu fallen, derart durch spanendes Bearbeiten eines Abschnittes der Stege (1c)ausgebildet sind, dass sie vorstehen und zu den Taschen (1a) gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche des Käfigs (1) derart geschnitten wurde, dass sämtliche Vertiefungen, die durch die spanende Bearbeitung ausgebildet wurden, entfernt werden, und die Außenflächen der äußeren Haltevorsprünge (1h1) mit einer Außenfläche des Käfigs (1) mit einem vorbestimmten Außendurchmesser (D0) zusammenfallen, und dadurch, dass Kontaktstellen (13), an denen die Rollen (2) die äußeren Haltevorsprünge (1h1) berühren, nahe zu der Außenfläche des Käfigs (1) sind.
  6. Rollen- und Käfiganordnung nach Anspruch 5, wobei die Stege (1c) Kerben (1k) aufweisen, wobei die Kerben (1k) einen Abschnitt der Taschen (1a) vergrößern, und die Kerben (1k) in der Mitte der Stege (1c) in der Axialrichtung und an beiden Seiten derselben in der Umfangsrichtung ausgebildet sind.
  7. Rollen- und Käfiganordnung nach Anspruch 5, ferner mit inneren Haltevorsprüngen (1g), welche die Rollen (2) daran hindern, nach innen herauszufallen, wobei die inneren Haltevorsprünge (1g) in die Taschen (1a) durch spanende Bearbeitung des Innenabschnittes der Stege (1c) vorstehen.
  8. Rollen- und Käfiganordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Käfig (1) ein Paar von Halbring-Halbzusammenbauanordnungen aufweist, die miteinander verbunden sind.
Es folgen 10 Blatt Zeichnungen






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