DE102013223748A1

DE102013223748A1 - Käfig für ein Nadellager und zugehöriges Nadellager

Info

Publication number: DE102013223748A1
Application number: DE102013223748.0A
Authority: DE
Inventors: Igor Cardozo Mendes Ribeiro; Luiz Siqueira Granja Junior
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2015-05-21

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Käfig (2) für ein Nadellager (1), der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist und über den Umfang verteilt angeordnete Taschen (3, 4) für Nadeln (5, 8) aufweist. Erfindungsgemäß weist der Käfig (2) eine Mehrzahl erster Taschen (3) mit einer festgelegten ersten Länge und eine Mehrzahl zweiter Taschen (4) mit einer festgelegten zweiten Länge auf, wobei die erste Länge größer als die zweite Länge ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Käfig für ein Nadellager, das aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist und über den Umfang verteilt angeordnete Taschen für Nadeln aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Als Nadellager werden Wälzlager bezeichnet, deren Wälzkörper als lange und dünne Zylinderrollen ausgebildet sind. Daher weisen Nadellager eine besonders niedrige Bauform auf.
Nadellager besitzen einen Käfig, in dem die Wälzkörper gehalten und geführt sind. Der Käfig hat die Funktion, die einzelnen Nadeln voneinander beabstandet zu halten, zudem werden Nadeln durch unbelastete Bereiche geführt.
Häufig tritt der Fall auf, dass aufgrund geänderter Lastanforderungen eine Modifikation eines vorhandenen Nadellagers erforderlich ist. Bei einer Verringerung der aufzunehmenden Lasten können einzelne Taschen des Käfigs leer bleiben, so dass das Nadellager weniger Wälzkörper aufweist. Es ist auch möglich, weniger Taschen vorzusehen. Wenn die verbleibenden Wälzkörper allerdings gleichmäßig über den Umfang verteilt werden, ist eine Änderung der Käfigform erforderlich. Auch wenn die Form oder Größe der Nadeln geändert wird, der Außendurchmesser des Nadellagers jedoch unverändert bleiben soll, ist eine Überarbeitung und Änderung des Käfigs erforderlich. Derartige Änderungen verursachen allerdings vergleichsweise hohe Werkzeugkosten und rechnen sich daher nur bei hohen Stückzahlen. Für Kleinserien und Spezialanfertigungen ist der Entwurf eines geänderten Käfigs nicht wirtschaftlich.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, einen Käfig zu konzipieren, der auch bei einer Änderung der von einem Nadellager aufzunehmenden Lasten weiter verwendet werden kann.
Beschreibung der Erfindung
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Käfig der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass er eine Mehrzahl erster Taschen mit einer festgelegten ersten Länge und eine Mehrzahl zweiter Taschen mit einer festgelegten zweiten Länge aufweist, wobei die erste Länge größer als die zweite Länge ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein variabel nutzbarer Käfig geschaffen werden kann, indem wenigstens zwei unterschiedlich große Taschen vorgesehen sind, die nach Bedarf mit Wälzkörpern bestückt werden können. In Abhängigkeit der an das Nadellager gestellten Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf die zu ertragenden Lasten, werden die ersten und zweiten Taschen anforderungsgerecht mit Nadeln bestückt, wodurch eine Anpassung an unterschiedliche Lastvorgaben möglich ist, ohne dass irgendwelche Änderungen des erfindungsgemäßen Käfigs erforderlich wären. Die Erfindung beruht darauf, dass ein einziger Käfig verwendet wird, der wenigstens zwei unterschiedlich lange Arten von Taschen aufweist, die auf verschiedene Arten mit Nadeln bestückt werden können, so dass die Tragfähigkeit des Nadellagers angepasst werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Käfig wird es bevorzugt, dass die Mehrzahl erster Taschen und die Mehrzahl zweiter Taschen dieselbe Breite aufweisen. Bei dieser Variante werden lediglich als Nadeln ausgebildete Wälzkörper benötigt oder verwendet, die dieselbe Breite aufweisen. Somit ergibt sich stets derselbe Außendurchmesser des mit den Nadeln bestückten Käfigs, unabhängig von der Länge der verwendeten Nadeln.
Eine besonders hohe Flexibilität ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Käfig, wenn erste und zweite Taschen in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. Beispielsweise können so lediglich die ersten Taschen mit Wälzkörpern versehen sein. Da diese ersten Taschen in gleichmäßigen Abständen über den Umfang verteilt angeordnet sind, ergibt sich eine ausreichende Tragfähigkeit des Nadellagers. Ebenso könnten lediglich die zweiten Taschen, die eine andere Länge aufweisen, mit Nadeln versehen sein. Alternativ können selbstverständlich sowohl die ersten als auch die zweiten Taschen mit Nadeln versehen sein.
Eine noch bessere Anpassung an aufzunehmende Lasten ergibt sich, wenn wenigstens zwei Taschen gleicher Länge in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind. Dementsprechend können bei dem erfindungsgemäßen Käfig wahlweise beide axial hintereinander angeordnete Taschen oder lediglich eine der beiden Taschen mit Nadeln bestückt sein.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass bei dem erfindungsgemäßen Käfig jeweils wenigstens zwei axial hintereinander angeordnete Taschen der ersten Länge und wenigstens zwei axial hintereinander angeordnete Taschen der zweiten Länge in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. Auf diese Weise werden auch Konfigurationen ermöglicht, bei denen lediglich die ersten Taschen oder lediglich die zweiten Taschen mit Nadeln versehen sind. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass bei in Umfangsrichtung benachbarten Taschen jeweils lediglich eine der beiden hintereinander angeordneten Taschen bestückt ist. In Umfangsrichtung gesehen können benachbarte Taschen somit abwechselnd bzw. alternierend bestückt sein.
Daneben betrifft die Erfindung ein Nadellager, umfassend einen Käfig der beschriebenen Art und in den Taschen angeordnete, als Nadeln ausgebildete Wälzkörper.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Nadellagers sieht vor, dass in den Taschen der ersten Länge daran angepasste erste Nadeln und/oder in den Taschen der zweiten Länge daran angepasste zweite Nadeln angeordnet sind. Vorzugsweise besitzen die ersten Nadeln eine größere Länge als die zweiten Nadeln. Es ist allerdings auch möglich, die zweiten kürzeren Nadeln in die längeren Taschen einzusetzen, so dass die zweiten Nadeln mit Spiel montiert sind.
Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Nadellagers sieht vor, dass einige Taschen nicht mit Nadeln bestückt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend in mehreren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Nadellager in einer perspektivischen Ansicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nadellagers mit dem gleichen Käfig wie das Nadellager gemäß 1;
3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nadellagers.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in 1 gezeigte Nadellager 1 umfasst einen Käfig 2, der durch Spritzpressen aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. In der perspektivischen Ansicht von 1 erkennt man, dass der Käfig 2 eine Mehrzahl erster Taschen 3 aufweist, die eine festgelegte, identische Länge besitzen. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die ersten Taschen 3 leer. Daneben umfasst der Käfig 2 eine Mehrzahl zweiter Taschen 4 mit einer festgelegten zweiten Länge, wobei die erste Länge, das heißt die Länge der ersten Taschen 3, größer als die zweite Länge ist. Die zweiten Taschen 4 sind mit Nadeln 5 versehen. Die Nadeln 5 sind zylinderförmige Wälzkörper, die vergleichsweise lang und dünn sind.
Die ersten Taschen 3 und die zweiten Taschen 4 des Käfigs 2 weisen dieselbe Breite auf, dementsprechend können die Nadeln 5 auch in die ersten Taschen 3 eingesetzt werden, die länger als die zweiten Taschen 4 sind.
1 zeigt eine Konfiguration des Nadellagers 1, die für vergleichsweise geringe Lasten geeignet ist. In diesem Fall sind lediglich die zweiten Taschen 4 mit den Nadeln 5 bestückt, wohingegen die ersten Taschen 3 leer bleiben.
Der Käfig 2 weist jeweils zwei erste Taschen 3 auf, die axial hintereinander angeordnet sind. Ebenso weist der Käfig 2 jeweils zweite Taschen 4 auf, die axial hintereinander angeordnet sind. Die Paare der ersten Taschen 3 und die Paare der zweiten Taschen 4 sind jeweils in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet Zwischen zwei ersten Taschen 3 ist lediglich ein schmaler Steg 6 gebildet, zwischen zwei zweiten Taschen 4 ist ein breiterer Steg 7 gebildet.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Konfiguration des Nadellagers 1. Der Käfig 2 entspricht demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Allerdings sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel lediglich die ersten Taschen 3 mit Nadeln 8 belegt, wohingegen die zweiten Taschen 4 leer sind. In 2 erkennt man im Vergleich mit 1, dass die Nadeln 8 länger als die Nadeln 5 sind, allerdings weisen beide Nadeln 5, 8 denselben Außendurchmesser auf. Jeweils zwei Nadeln 8 sind axial hintereinander in die ersten Taschen 3 eingesetzt. Da die für die Übertragung von Kräften zur Verfügung stehende Fläche der Nadeln 8 größer als in dem ersten Ausführungsbeispiel ist, eignet sich die in 2 gezeigte Konfiguration des Nadellagers zur Aufnahme größerer Kräfte im Vergleich zu dem in 1 gezeigten Nadellager. Vorteilhaft ist dabei, dass ein identischer Käfig verwendet werden kann, der durch eine angepasste, individuelle Bestückung an eine bestimmte Last angepasst werden kann.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer dritten Konfiguration des Nadellagers 1. In Übereinstimmung mit den beiden ersten Ausführungsbeispielen weist das in 3 gezeigte Nadellager 1 denselben Käfig 2 auf. In 3 sind sowohl die ersten Taschen 3 als auch die zweiten Taschen 4 mit Nadeln 5, 8 bestückt. Dementsprechend weist das in 3 gezeigte Nadellager 1 eine maximale Tragfähigkeit auf. Da sämtliche Taschen 3, 4 dieselbe breite aufweisen und dementsprechend auch die Nadeln 5, 8 gleich breit sind, befinden sich alle Nadeln 7, 8 in derselben Ebene, wodurch eine gleichmäßige Lastaufnahme gewährleistet ist. Die den Taschen 3 der ersten Länge zugeordneten Nadeln 8 werden als erste Nadeln und die den Taschen 4 der zweiten Länge zugeordneten Nadeln 5 werden als zweite Nadeln bezeichnet. Die ersten Nadeln 8 weisen eine größere Länge als die zweiten Nadeln 5 auf.
Eine andere Konfiguration kann vorsehen, dass einige Taschen 3, 4 frei bleiben oder dass lediglich kurze Nadeln 5 verwendet werden, die auch in die längeren ersten Taschen 3 eingesetzt sind.
Es sind auch Ausführungen möglich, die mehr als zwei unterschiedliche Taschen aufweisen, beispielsweise drei Taschen unterschiedlicher Länge.
Bezugszeichenliste

1: Nadellager
2: Käfig
3: Tasche
4: Tasche
5: Nadel
6: Steg
7: Steg
8: Nadel

Claims

Käfig (2) für ein Nadellager (1), der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist und über den Umfang verteilt angeordnete Taschen (3, 4) für Nadeln (5, 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (2) eine Mehrzahl erster Taschen (3) mit einer festgelegten ersten Länge und eine Mehrzahl zweiter Taschen (4) mit einer festgelegten zweiten Länge aufweist, wobei die erste Länge größer als die zweite Länge ist.
Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl erster Taschen (3) und die Mehrzahl zweiter Taschen (4) dieselbe Breite aufweisen.
Käfig nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Taschen (3, 4) in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind.
Käfig nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Taschen (3, 4) gleicher Länge in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind.
Käfig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils wenigstens zwei axial hintereinander angeordnete Taschen (3) der ersten Länge und wenigstens zwei axial hintereinander angeordnete Taschen (4) der zweiten Länge in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind.
Nadellager (1), umfassend einen Käfig (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und in den Taschen (3, 4) angeordnete, als Nadeln (5, 8) ausgebildete Wälzkörper.
Nadellager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Taschen (3) der ersten Länge daran angepasste erste Nadeln (8) und/oder in den Taschen (4) der zweiten Länge daran angepasste zweite Nadeln (5) angeordnet sind.
Nadellager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Nadeln (8) eine größere Länge als die zweiten Nadeln (5) aufweisen.
Nadellager nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass einige Taschen (3, 4) nicht mit Nadeln bestückt sind.