DE102011003947B4

DE102011003947B4 - Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung und damit ausgestattetes Kreuzrollenlager

Info

Publication number: DE102011003947B4
Application number: DE102011003947.3A
Authority: DE
Inventors: Satoru Kanai
Original assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Current assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2031-02-11
Also published as: KR101699369B1; TW201200754A; US20110194798A1; KR20110093644A; DE102011003947A1; JP5599196B2; US8282286B2; JP2011163462A

Abstract

Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung (6) zum Halten von einander benachbarten zylindrischen Rollen (5) in einer festen Beabstandung in einem ringförmigen Laufring (4) oder Laufkanal (4) mit rechteckigem Querschnitt in einem Kreuzrollenlager (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltekörperplatte (11) vorgesehen ist, die ein Rechteck-Profil aufweist, das mit dem rechteckigen Querschnitt des Laufrings (4) bzw. Laufkanals (4) korrespondiert, dass die Haltekörperplatte (11) Rechteck-Seitenflächen (12, 13) auf beiden Seiten aufweist, die mit den benachbarten Rollen (5) in Kontakt stehen, und dass die Rechteck-Seitenflächen (12, 13) geneigte Ebenen bilden, die von der einen Kante (14) zu der anderen Kante (15) entlang einer diagonalen Linie auf den Flächen in Richtung aufeinander zu geneigt sind und die in einem in den Laufring (4) installiertem Zustand in Richtung auf ein Lagerzentrum (1a) ausgerichtet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Kreuzrollenlager, bei dem zylindrische Rollen in einen ringförmigen Laufring mit rechteckigem Querschnitt derart eingesetzt sind, dass die Rotationsachsen von aufeinander folgenden Rollen zueinander senkrecht sind bzw. einander kreuzen. Im Spezielleren betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbesserung bei einer Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung, bei der die Rollen in einer festen Beabstandung derart gehalten sind, dass einander benachbarte Rollen sich nicht berühren.
Bei Kreuzrollenlagern ist eine Abstandshalteeinrichtung zwischen Rollen angeordnet, die in einen Laufring mit rechteckigem Querschnitt eingesetzt sind, um dadurch die Rollen in einer festen Beabstandung derart zu halten, dass sie sich gegenseitig nicht berühren. Die Abstandshalteeinrichtung weist eine konkave Fläche auf, die sich in flächigem Kontakt mit den kreisförmigen Außenumfangsflächen der einander benachbarten Rollen befindet, wie dies in den 2 und 5 der JP H10-141 363 A , in 4 der JP-A 05-276768 sowie in der JP-B 3424875 offenbart ist.
Die in den vorstehend genannten Patentveröffentlichungen vorgeschlagenen Abstandshalteeinrichtungen besitzen komplexe Formgebungen mit Oberflächen, die einer konkaven Fläche folgen, so dass ein flächiger Kontakt mit den kreisförmigen Außenumfangsflächen der Rollen ermöglicht ist. Es bestehen somit immer noch Probleme, die der Lösung bedürfen, und zwar in Verbindung mit der nicht einfachen Herstellung und den vergleichsweise hohen Herstellungskosten von diesen. Wie ferner in der JP-B 3424875 offenbart ist, ist Geschick erforderlich, um eine derartige Formgebung zu schaffen, dass sich jedem Bereich des Laufrings Schmiermittel in angemessener Weise zugeführt wird.
JP H 112 47 849 A offenbart eine Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung zum Halten von einander benachbarten zylindrischen Rollen in einer festen Beabstandung in einem ringförmigen Laufring mit rechteckigem Querschnitt in einem Kreuzrollenlager in der eine Haltekörperplatte vorgesehen ist, die ein Rechteck-Profil aufweist, das dem rechteckigen Querschnitt des Laufrings entspricht. Die Haltekörperplatte weist auf beiden Seiten Rechteck-Seitenflächen auf, die mit den benachbarten Rollen in Kontakt stehen.
DE 19 60 135 U offenbart ein Kreuzrollenlager, insbesondere für Schwenklager oder Drehkränze mittlerer Tragfähigkeit, bei dem zwischen den benachbarten Zylinderrollen im wesentlichen rechteckige, mit Schmiernuten versehene Distanzstücke aus Gleitlagerwerkstoff, vorzugsweise Polyamid, vorgesehen sind, deren Berührungsflächen mit den Zylinderrollen ebene Flächen sind.
Die Haltekörper bzw. Distanzstücke sind jeweils mit Ausnehmungen ausgebildet, so dass ihr Profil nicht mit dem Profils des Laufkanals des Kreuzrollenlagers übereinstimmt.
JP H10-141 363 A offenbart ein Lager mit einem Innenring, einem Außenring, um den Umfang verlaufende V-förmigen Rollnuten auf den jeweiligen gegenüberliegenden Flächen des Innenrings und Außenrings, einer Vielzahl von Rollen, die abwechselnd um 90 Grad gedreht zwischen den beiden zwei V-förmigen Rollnuten eingesetzt sind, und Abstandshaltern, die zwischen den Rollen angeordnet ist, um sie zu halten und auf einen Teil oder der gesamten Oberfläche der Rollen und der Rollnuten des Innenrings und des Außenrings einen Schmierfilm auszubilden. Auf den Seitenflächen der aus selbstschmierendem Material ausgebildeten Abstandshalter sind gekrümmte Vertiefungen ausgebildet, in welche die Rollen in einem rotierbaren Zustand eingesetzt werden. Der Krümmungsradius der gekrümmten Vertiefungen ist 1,02 bis 1,30 mal so groß wie der Krümmungsradius der Rollen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung, die eine einfache Formgebung aufweist und dennoch eine feste Beabstandung zwischen einander benachbarten Rollen aufrecht hält.
Ferner besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung, die eine einfache Formgebung aufweist und eine Schmiermittel-Akkumulation ermöglicht.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Kreuzrollenlagers, das mit diesem Typ einer neuartigen Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung ausgestattet ist.
Erreicht werden die vorstehend genannten Ziele erfindungsgemäß durch eine Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung bzw. ein Kreuzrollenlager-Abstandselement zum Halten von einander benachbarten zylindrischen Rollen in einer festen Beabstandung in einem ringförmigen Laufring bzw. Laufkanal mit rechteckigem Querschnitt in einem Kreuzrollenlager: wobei die Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung eine Haltekörperplatte mit Rechteck-Profil bzw. Quadrat-Profil aufweist, das mit dem rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt des Laufrings korrespondiert, wobei Rechteck-Seitenflächen bzw. Quadrat-Seitenflächen an beiden Seiten von der Haltekörperplatte, die mit den Rollen in Kontakt stehen, geneigte Ebenen bilden, die entlang einer diagonalen Linie auf der jeweiligen Fläche von der einen Kante zu der anderen Kante in Richtung aufeinander zu geneigt sind und die in einem in den Laufring installiertem Zustand in Richtung auf ein Lagerzentrum ausgerichtet sind.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Aussparungsbereich vorbestimmter Tiefe für die Akkumulierung von Schmiermittel in einem zentralen Bereich von jeder der Rechteck-Seitenflächen gebildet und stehen Bereiche einer Bodenfläche des in jeder der Rechteck-Seitenflächen ausgebildeten Aussparungsbereichs über die Haltekörperplatte miteinander in Verbindung.
Andererseits sind bei dem Kreuzrollenlager der vorliegenden Erfindung einander benachbarte zylindrische Rollen in dem Laufring mittels der Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration in einer festen Beabstandung gehalten.
Bei der Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bilden die Seitenflächen auf beiden Seiten der Haltekörperplatte mit Rechteckprofil geneigte ebene Flächen, wobei sich diese geneigten ebenen Flächen in Richtung auf das Lagerzentrum erstrecken. Die kreisförmigen Außenumfangsflächen benachbarter Rollen befinden sich somit in Linearer Berührung damit, und die Beabstandung zwischen den Rollen ist konstant gehalten. Mit anderen Worten können einander benachbarte Rollen in einer festen Beabstandung gehalten werden, indem eine Halteeinrichtung mit einer einfachen Formgebung verwendet wird, bei der die Dicke der im Umriss rechteckig ausgebildeten Platte jeweils von der einen Ecke bzw. Kante zu der anderen Ecke bzw. Kante auf einer diagonalen Linie von dieser allmählich abnimmt.
Ferner sind für eine Schmiermittelakkumulierung Aussparungsbereiche in den geneigten ebenen Oberflächen auf beiden Seiten der Haltekörperplatte mit Rechteck-Profil ausgebildet, wobei diese Bereiche miteinander in Verbindung stehen und dadurch eine gleichmäßige Zufuhr von Schmiermittel zu den Rollen in einem Zustand eines linearen Kontakts über die Schmiermittel-Akkumulation ermöglicht ist.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1A eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht unter Darstellung eines Kreuzrollenlagers gemäß der vorliegenden Erfindung;
1B eine Schnittdarstellung des Kreuzrollenlagers der 1A;
2A eine Draufsicht auf die Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung der 1;
2B eine Schnittdarstellung der Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung der 2A; und
2C eine Seitenansicht des Kreuzrollenlagers der 2A.
Im Folgenden wird ein Kreuzrollenlager gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in den 1A und 1B gezeigt ist, besitzt das Kreuzrollenlager 1 ein einstückig ausgebildetes Außenringteil 2, ein einstückig ausgebildetes Innenringteil 3, eine Mehrzahl zylindrischer Rollen 5, die in einen zwischen den Ringteilen 2, 3 ausgebildeten ringförmigen Laufring 4 mit rechteckigem Querschnitt eingesetzt sind, sowie eine Mehrzahl von Halteeinrichtungen 6, die jeweils eine feste Beabstandung zwischen einander benachbarten Rollen 5 aufrecht erhalten. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Innenringteil 3 mit einer Rolleneinsetznut 3a ausgebildet, die sich von einer der ringförmigen Seitenflächen des Innenringteils 3 zu dem Laufring 4 erstreckt, wobei die Rollen 5 und die Halteeinrichtungen 6 jeweils von der Rolleneinsetznut 3a her in den Laufring 4 eingesetzt sind. Ein Verschlusselement 8 ist in die Rolleneinsetznut 3a eingesetzt und durch eine Befestigungsschraube 7 mit den Innenringteil 3 fest verbunden, so dass die Rolleneinsetznut 3a dicht verschlossen ist. Alternativ hierzu können das Außenringteil 2 oder das Innenringteil 3 auch als ein Paar in rechts und links geteilter Ringteile ausgebildet sein, so dass die Rollen 5 und die Halteeinrichtungen 6 in den zwischen den geteilten Ringteilen gebildeten Laufring 4 eingesetzt werden können.
Die Halteeinrichtung 6, die zwischen einander benachbarten Rollen 5 angeordnet ist, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2A, 2B und 2C beschrieben. Die Halteeinrichtung 6 weist eine Haltekörperplatte 11 auf, die aus Kunststoffmaterial, Metallmaterial, gesintertem Material, gesintertem Metallmaterial oder dergleichen gebildet ist. Bei der Haltekörperplatte 11 handelt es sich um eine Platte mit rechteckigem bzw. quadratischem Profil, das zu der rechteckigen bzw. quadratischen Querschnittsform 4a des Laufrings 4 korrepondiert, wie dies in 2 in Umrisslinien dargestellt ist.
Bei den Rechteck-Seitenflächen 12 und 13 auf beiden Seiten der Haltekörperplatte 11, die mit den benachbarten Rollen 5 in Kontakt stehen, handelt es sich um geneigte ebene Oberflächen, die der Richtung einer diagonalen Linie derselben folgen und die von der einen Kante bzw. Ecke 14 zu der anderen Kante bzw. Ecke 15 auf der diagonalen Linie in dem gleichen Winkel aufeinander zu geneigt sind. Im Spezielleren ist in dem in dem Laufring 4 angebrachten Zustand die Kante 14 in Richtung auf das Außenringteil angeordnet, die Kante 15 in Richtung auf das Innenringteil angeordnet, und sind die Rechteck-Seitenflächen 12 und 13 an beiden Seiten geneigte ebene Oberflächen, die in Richtung auf das Lagerzentrum 1a (s. 1A) ausgerichtet sind. Die Außenumfangsflächen der Rollen 5, die beidseits einer jeweiligen Halteeinrichtung 6 im Inneren des Laufrings 4 angeordnet sind, befinden sich somit in linearem Kontakt mit den Rechteck-Seitenflächen 12 und 13, wie dies in 2B gezeigt ist.
Weiterhin sind Aussparungsbereiche 16 und 17 zum Bilden eines Schmiermittelreservoirs oder einer Schmiermittel-Akkumuliereinrichtung mit einer vorbestimmten Tiefe symmetrisch in den mittleren Bereichen der Rechteck-Seitenflächen 12, 13 ausgebildet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Aussparungsbereiche 16 und 17 umgekehrt kegelförmige Innenumfangsflächen auf, wobei die Böden von diesen durch eine Durchgangsöffnung 18 miteinander in Verbindung stehen, die durch die Haltekörperplatte 11 hindurchgeht.
Auf diese Weise besitzt die Halteeinrichtung 6 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel rechts und links Rechteck-Seitenflächen 12 und 13, die geneigte ebene Oberflächen bilden, die mit den Positionen der rechts und links davon in dem Laufring 4 angebrachten Rollen übereinstimmen. Als Ergebnis hiervon kommt es zu einem linearen Kontakt bezüglich der links und rechts davon angeordneten Rollen 5, und zwischen den Rollen 5 kann somit eine feste Beabstandung aufrecht erhalten werden. Da ferner die kreisförmigen Außenumfangsflächen der Rollen 5 in linearem Kontakt mit der rechten und der linken, der Rollenform entsprechenden Seitenfläche 12 bzw. 13 stehen, erfolgt die Schmiermittelzufuhr zu benachbarten Rollen 5 in gleichmäßiger Weise von den in den Rechteck-Seitenflächen 12 und 13 ausgebildeten Aussparungsbereichen 16 und 17 zum Bilden eines Schmiermittel-Reservoirs. Da die Aussparungsbereiche 16 und 17 miteinander in Verbindung stehen, kann ferner jedem Bereich Schmiermittel über die jeweiligen Halteeinrichtungen 6 in dem Laufring 4 zugeführt werden.

Claims

Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung (6) zum Halten von einander benachbarten zylindrischen Rollen (5) in einer festen Beabstandung in einem ringförmigen Laufring (4) oder Laufkanal (4) mit rechteckigem Querschnitt in einem Kreuzrollenlager (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltekörperplatte (11) vorgesehen ist, die ein Rechteck-Profil aufweist, das mit dem rechteckigen Querschnitt des Laufrings (4) bzw. Laufkanals (4) korrespondiert, dass die Haltekörperplatte (11) Rechteck-Seitenflächen (12, 13) auf beiden Seiten aufweist, die mit den benachbarten Rollen (5) in Kontakt stehen, und dass die Rechteck-Seitenflächen (12, 13) geneigte Ebenen bilden, die von der einen Kante (14) zu der anderen Kante (15) entlang einer diagonalen Linie auf den Flächen in Richtung aufeinander zu geneigt sind und die in einem in den Laufring (4) installiertem Zustand in Richtung auf ein Lagerzentrum (1a) ausgerichtet sind.
Kreuzrollenlager-Halteeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Rechteck-Seitenflächen (12, 13) in einem zentralen Bereich mit einem Aussparungsbereich (16, 17) vorbestimmter Tiefe für die Akkumulierung von Schmiermittel ausgebildet ist, und dass die Aussparungsbereiche (16, 17) von umgekehrt kegelförmigen Innenumfangsflächen begrenzt werden und an ihren Bodenflächen über die Haltekörperplatte (11) miteinander in Verbindung stehen.
Kreuzrollenlager (1), aufweisend ein Innenringteil (3) und ein Außenringteil (2), die zwischen sich einen ringförmigen Laufring (4) bilden, eine Mehrzahl von zylindrischen Rollen (5), die in den Laufring (4) eingesetzt sind; und eine Mehrzahl von in den Laufring (4) eingesetzten Kreuzrollenlager-Halteeinrichtungen (6) zum Halten der einander benachbarten zylindrischen Rollen (5) in dem Laufring (4) in einer festen Beabstandung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreuzrollenlager-Halteeinrichtungen (6) jeweils nach einem der Ansprüche 1 oder 2 ausgebildet sind.