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Die Erfindung betrifft eine Nadellageranordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Montage.
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Nadellager sind Sonderformen von Wälzlagern und zeichnen sich durch Nadeln als Wälzkörper aus, insbesondere sind die Nadeln durch ein großes Längen-zu-Durchmesser-Verhältnis gekennzeichnet. Nadellager umfassen - wie andere Wälzlager auch - üblicherweise einen äußeren und einen inneren Träger für Laufbahnen des Nadellagers, wobei die Nadeln zwischen den Laufbahnen angeordnet sind. Üblicherweise sind die Nadeln in einem Käfig geführt oder sogar gehalten.
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Die Druckschrift
DE 10 2005 034 739 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt die Lagerung eines schwenkbaren Hebels, wobei die Lagerung eine Wälzkörpereinrichtung umfasst. Die Wälzkörpereinrichtung weist zwei Ringsegmente auf, auf denen Wälzflächen für Wälzkörper angeordnet sind. Die Wälzkörper sind als Nadeln ausgebildet und wahlweise in einem Rahmenkäfig oder in einem Filigrankäfig geführt. In beiden Fällen ist im Interesse einer hohen Tragzahl durch Vollrollensätze die maximal mögliche Anzahl von Nadeln auf der Wälzfläche verteilt.
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Die
DE 461 151 A zeigt einen Rollenkäfig aus einem die Rollen im Abstand haltenden inneren Gitterring und die Rollen in Kammern des Gitterrings haltenden, zwischen die Rollen greifenden äußeren Zungen aus dem Werkstoff des Gitterrings, wobei die zwischen die Rollen greifenden Zungen am Kranze schmal ansetzen und sich nach der Spitze zu verbreitern, unter Bildung einer auf dem Kranze aufliegenden Leiste zurückgebogen und dann derart nach innen abgewinkelt werden, dass der zwischen der Leiste und der Zungenspitze verbleibende Raum die Rollen lediglich infolge federnden Aufbiegens der Zungen auszuwechseln gestattet.
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Die
DE 100 30 268 A1 zeigt einen Käfig für ein Radialwälzlager, bei dem zylindrische Wälzkörper gegen ein Herausfallen radial nach innen durch Stege gesichert sind, die zwei Seitenringe miteinander verbinden und die in einem Hohlraum radial innerhalb des Teilkreises angeordnet sind, der einerseits durch einander benachbarte Wälzkörper und andererseits durch eine Innenlaufbahn der Wälzkörper begrenzt ist, wobei die einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Seitenringe gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, die Wälzkörper trennende Stegstummel aufweisen, die eine solche axiale Ausdehnung besitzen, dass ein Schrägstellen oder ein Schräglauf der Wälzkörper verhindert ist, wobei die Stegstummel in radialer Richtung nach außen über den Stegen angeordnet sind und in Umfangsrichtung einen solchen Abstand zueinander aufweisen, dass ein Herausfallen der Wälzkörper radial nach außen verhindert ist.
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Die
JP 2004 -
100 805 A zeigt einen Halter, der mit einem hakenförmigen Eingriffsteil versehen ist, um mit einem Flanschteil in einem Ende eines Laufringes in Eingriff zu kommen, wobei der Halter schwenkbar mit dem Laufring in Eingriff steht, dessen Umfang beide Enden aufweist. Der Laufring ist mit Anschlägen versehen, die ein Herunterfallen des Halters vom Umfangsende des Laufrings verhindern, und der Laufring und der Halter sind miteinander integriert. Die jeweiligen Säulenteile des Halters sind zwischen einer Bogenfläche, die die Mittelachsen der jeweiligen Rollen passiert, und einer vorstehenden Bogenfläche des beweglichen Elements ausgebildet, wobei die jeweiligen Rollen so gehalten sind, dass sie nicht vom Inneren abfallen Die Umfangsseite des Halters und die Säulenteile des Halters werden daran gehindert, zwischen den benachbarten Rollen zu liegen, so dass die Anzahl der anzuordnenden Rollen zunimmt, ohne eine spezielle Bearbeitung an den Rollen durchzuführen.
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Die
JP 2011 -
137 500 A zeigt eine Walze mit einem Halter. Die Walze mit dem Halter umfasst eine Vielzahl von Walzen und den Harzhalter zum Halten der Walzen. In dem Halter ist ein Paar ringförmiger Teile, die in axialer Richtung parallel zueinander angeordnet sind, durch mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Säulen verbunden, und die Rollen sind jeweils in Taschen gelagert, die zwischen den benachbarten Paaren ausgebildet sind der Säulen. Die Säule ist in ein Außendurchmesserseitenteil und ein Innendurchmesserseitenteil unterteilt, die in radialer Richtung voneinander getrennt sind.
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Gebiet der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nagellageranordnung mit verbesserten Montage- und/oder Handlingseigenschaften sowie ein Verfahren zu dessen Montage vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Nadellageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Im Rahmen der Erfindung wird somit eine Nadellageranordnung vorgeschlagen, welche besonders bevorzugt als eine Radialnadellageranordnung ausgebildet ist. Die Nadellageranordnung dient dazu, zwei Partner zueinander drehbar oder schwenkbar zu lagern. Insbesondere sind die Partner über die Nadellageranordnung um eine gemeinsame Drehachse schwenkbar und/oder drehbar zueinander angeordnet.
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Die Nadellageranordnung umfasst eine äußere und eine innere Laufbahn sowie eine Mehrzahl von Nadeln als Wälzkörper. Die Nadeln sind für ein Abwälzen zwischen der inneren und der äußeren Laufbahn angeordnet und kontaktieren diese. Die Nadeln sind als Rollen ausgebildet und weisen ein Längen-zu-Durchmesser-Verhältnis vorzugsweise von größer als 4:1, vorzugsweise größer 6:1 und insbesondere größer 8:1 auf.
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Die Nadeln sind für das Abwälzen zwischen der inneren und der äußeren Laufbahn vollrollig - auch vollnadelig genannt - angeordnet. Bei einer vollrolligen Anordnung sind die Nadeln in Umlaufrichtung vorzugsweise so eng aneinandergelegt, dass eine Maximalanzahl von Nadeln in Umlaufrichtung auf der inneren Laufbahn angeordnet werden kann. Durch die vollrollige Anordnung wird bei zugleich bauraumsparender Konstruktion die größtmögliche radiale Tragfähigkeit der Nadellageranordnung erreicht.
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Die Nadeln weisen jeweils eine eigene Rotationsachse auf, wobei die Gesamtheit der Rotationsachsen einen Teilkreisdurchmesser der Nadellageranordnung definiert. Insbesondere im Teilkreisdurchmesser sind die Nadeln unmittelbar benachbart zueinander angeordnet.
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Die Nadellageranordnung umfasst ferner einen Käfig, wobei der Käfig besonders bevorzugt als ein Filigrankäfig ausgebildet ist. Der Käfig umfasst vorzugsweise zwei Seitenabschnitte sowie eine Mehrzahl von Stegabschnitten, wobei die Stegabschnitte in Umlaufrichtung Fenster für die Nadeln aufspannen. In jedem der Fenster wird vorzugsweise genau eine Nadel eingelegt, wobei die Stegabschnitte zwischen den Nadeln angeordnet sind.
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Die Stegabschnitte sind radial beabstandet zu dem Teilkreisdurchmesser angeordnet, wobei diese Seite des Teilkreisdurchmessers als Stegseite bezeichnet wird. Insbesondere sind die Stegabschnitte zu dem Teilkreisdurchmesser überlappungsfrei angeordnet. Es ist dabei möglich, dass die Stegabschnitte auf der radialen Außenseite zu dem Teilkreisdurchmesser als Stegseite oder alternativ auf der radialen Innenseite des Teilkreisdurchmessers als Stegseite angeordnet sind. Besonders bevorzugt sind die Stegabschnitte jedoch auf der radialen Innenseite zu dem Teilkreisdurchmesser positioniert.
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Die Stegabschnitte sind in Umlaufrichtung derart voneinander beabstandet angeordnet, dass die daraus gebildeten Fenster verhindern, dass die Nadeln in radialer Richtung der Stegseite herausfallen können. Damit bilden die Stegabschnitte eine Verliersicherung für die Nadeln in Richtung der Stegseite. Die Verliersicherung ist wichtig, da aufgrund des geringen Durchmessers der Nadeln ein sehr filigraner Aufbau der Nadellageranordnung gegeben ist, so dass es bei der Montage der Nadeln in dem Käfig durch Herausfallen der Nadeln zu Fehlbestückungen kommen kann, die visuell nur schlecht erkennbar sind.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Käfig eine Mehrzahl von Halteeinrichtungen aufweist, wobei die Halteeinrichtungen eine Verliersicherung für die Nadeln in Richtung der Gegenseite zu der Stegseite bilden. Durch die Halteeinrichtung wird somit erreicht, dass die Nadeln auch nicht in einer Gegenrichtung aus dem Käfig versehentlich herausfallen können. Die Halteeinrichtungen sind auf der Gegenseite zu der Stegseite bezogen auf den Teilkreisdurchmesser zwischen den Nadeln angeordnet. Besonders bevorzugt ist in jedem Zwischenraum zwischen zwei Nadeln eine Halteeinrichtung angeordnet. Besonders bevorzugt werden die Nadeln durch die Halteeinrichtungen formschlüssig gegen ein Verlieren gesichert.
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Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass durch die Integration einer zusätzlichen Halteeinrichtung das Herausfallen der Nadeln sowohl in innere als auch in äußere radiale Richtung verhindert wird. Damit eröffnet die Erfindung die Möglichkeit, dass die Nadeln in dem Käfig vormontiert werden, dieser gegebenenfalls eine Qualitätsprüfung durchlaufen und nachfolgend als selbsthaltende Vormontagebaugruppe in die Nadellageranordnung eingesetzt werden kann. Insbesondere kann ein Herausfallen von Nadeln oder somit eine Fehlmontage der Nadellageranordnung vermieden werden.
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Die Halteeinrichtungen und die Stegabschnitte sind so zueinander angeordnet, dass die Nadeln in ihrer Endposition unverklemmt und/oder drehbar in den Fenstern des Käfigs angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Nadellageranordnung als eine Segmentlagerung ausgebildet ist, wobei sich der Käfig über einen Winkelbereich von vorzugsweise kleiner als 180 Grad, insbesondere kleiner als 90 Grad erstreckt.
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Erfindungsgemäß umfassen die Halteeinrichtungen jeweils zwei Halteorgane, wobei die zwei Halteorgane in dem Käfig axial gegenüberliegend angeordnet sind. Insbesondere sind die Halteorgane an Seitenabschnitten des Käfigs, wie zum Beispiel Seitenringen des Käfigs, angeordnet, insbesondere angeformt. Die Ausbildung der Halteeinrichtungen als jeweils zwei Halteorgane eröffnet zum einen eine hohe Verliersicherheit der Nadeln und zum anderen ein vereinfachtes Bestücken oder Einlegen der Nadeln. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass freie Enden der Halteorgane vergleichsweise einfach beim Einlegen der Nadeln elastisch auslenkbar sind.
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Die Halteorgane sind erfindungsgemäß als Haltenoppen, Haltenasen oder als Halteteilstege ausgebildet.
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Erfindungsgemäß ist das Halteorgan als kurzer Stummel ausgebildet.
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Erfindungsgemäß weist das einzelne Halteorgan eine Länge weniger als 30 %, vorzugsweise weniger als 20 % der Länge der Nadel auf. Mit einer derartigen Länge kann die Nadel verliersicher gehalten werden und zugleich eine unnötige Länge des Halteorgans vermieden werden.
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Erfindungsgemäß als Segmentlagerung ist es bevorzugt, dass jeder der Stegabschnitte mindestens ein, vorzugsweise zwei Stegorgane aufweist, wobei freie Enden der Stegorgane in axialer Richtung voneinander beabstandet sind. Die Stegorgane sind insbesondere an den Seitenabschnitten angeordnet. Die Stegorgane können z.B. in einer beliebigen Variante der Halteorgane, z.B. als Stegnoppen, Stegnasen oder als Teilstege ausgebildet.
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Es folgen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind die Halteeinrichtungen elastisch ausgebildet, sodass eine insbesondere zerstörungsfreie Bestückung der Nadeln in den Käfigen aus der Richtung der Gegenseite ermöglicht ist. Insbesondere werden die Halteeinrichtungen beim Einlegen der Nadeln elastisch verformt und kehren nach dem Einlegen selbsttätig in den Ausgangszustand zurück, so dass diese die Verliersicherung für die Nadeln bilden. Die Nadeln werden beispielsweise in den Käfig eingeclipst. Besonders bevorzugt bildet die Gegenseite zu der Stegseite eine Bestückungsseite bei der Bestückung des Käfigs mit den Nadeln.
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Besonders bevorzugt sind die zwei Halteorgane einer Halteeinrichtung in axialer Richtung zu der Nadellageranordnung voneinander beabstandet angeordnet.
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Bei einer Ausbildung der Erfindung sind die Halteeinrichtungen, insbesondere die Halteorgane, im Querschnitt kreisrund aus Vollmaterial ausgebildet. In dieser Ausbildung bilden die Halteorgane die Halteteilstege.
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Bei einer alternativen Ausführungsform weisen die Halteeinrichtungen, insbesondere die Halteorgane, im Querschnitt eine zu den Stegabschnitten geöffnete Bogenform auf. In dieser Ausführungsform ist es möglich, die in Umlaufrichtung und/oder axialer Richtung äußeren Bereiche der Bogenform besonders leicht zu verformen, um ein einfaches Einlegen zu erreichen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die Halteeinrichtungen, insbesondere die Halteorgane, im Querschnitt eine Dreiecksform, insbesondere eine Keilform, auf. Eine Ecke des Dreiecks beziehungsweise die Keilspitze ist in Richtung der Stege gerichtet. Durch die verbreiterte Basis des Dreiecks bzw. des Keils wird eine formschlüssige Sperre gegen ein Verlieren der Nadel in Richtung der Gegenseite gebildet.
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Für die Auswahl des Materials für den Käfig sind mehrere Möglichkeiten gegeben: So ist es möglich, dass der Käfig als ein Blechkäfig, als ein Kunststoffkäfig oder als ein Verbundwerkstoffkäfig ausgebildet ist.
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In bevorzugten konstruktiven Ausgestaltungen ist der Käfig einstückig und/oder einmaterialig, also aus einem gemeinsamen Material aufgebaut. Bei möglichen Weiterbildungen der Erfindung weisen die Halteeinrichtungen ein anderes Material auf als die Stegabschnitte, wobei das Material der Halteeinrichtungen besonders bevorzugt eine höhere Elastizität als das Material der Stegabschnitte aufweist, um eine elastische Verformung beim Bestücken des Käfigs mit den Nadeln zu unterstützen. Besonders bevorzugt ist der Käfig mit den Stegabschnitten und den Halteeinrichtungen jedoch einstückig aus Kunststoff ausgebildet, sodass dieser in einem gemeinsamen Werkzeug gefertigt werden kann.
Alternativ ist die Nadellageranordnung als eine 360 Grad-Lagerung ausgebildet, wobei der Käfig in Umlaufrichtung vorzugsweise geschlossen ausgebildet ist.
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Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung weist die Nadellageranordnung mindestens eine Blechschale oder mindestens einen Lagerring auf, wobei die Blechschale bzw. der Lagerring eine der Laufbahnen trägt.
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Alternativ oder ergänzend ist es bevorzugt, dass in der Ausgestaltung der Nadellageranordnung als Segmentlagerung der Käfig als ein Rahmenkäfig ausgebildet ist, welcher einen umlaufenden Rahmen aufweist, wobei der Rahmen aus den Seitenabschnitten und zwei rahmenabschnitten aufgebaut ist.
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Besonders bevorzugt ist der Käfig einreihig ausgebildet, wobei alle Rollen in einer Reihe angeordnet sind. Bei anderen Anwendungen, z.B. mit höheren Belastungen und einer größeren axialen Breite, ist es bevorzugt, dass der Käfig ausgebildet ist, zwei, drei oder mehr Reihen der Rollen aufzunehmen. Der Käfig weist für mindestens eine der Reihen die zuvor beschriebenen Stegabschnitte und Halteeinrichtungen auf. Die Stegabschnitte und/oder die Halteeinrichtungen können z.B. an Zwischenringabschnitten des Käfigs angeordnet, insbesondere angeformt sein. Es ist besonders bevorzugt, wenn der Käfig für einige oder sogar für alle Reihen die Halteeinrichtungen und Stegabschnitte aufweist, um die zuvor beschriebenen Vorteil für jede der Reihen zu nutzen. Insbesondere für den Fall, dass alle Reihen die beschriebenen Stegabschnitte und die beschriebenen Halteeinrichtungen aufweisen, wird erreicht, dass das Herausfallen aller Rollen verhindert ist.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht einer Nadellageranordnung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Draufsicht in radialer Richtung von außen auf die Nadellageranordnung;
- 3 eine schematische Draufsicht von radial innen auf die Nadellageranordnung der vorhergehenden Figuren;
- 4 eine alternative Ausgestaltung der Nadellageranordnung in gleicher Darstellung;
- 5 eine weitere Alternative der Nadellageranordnung der vorhergehenden Figuren, ebenfalls in gleicher Darstellung;
- 6 eine schematische Schnittdarstellung einer Nadellageranordnung als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 7 eine schematische Ansicht auf den Seitenabschnitt des Käfigs der Nadellageranordnung in der 6;
- 8 eine radiale Ansicht auf den Käfig in den 6 und 7;
- 9 eine schematische dreidimensionale Ansicht eines zweireihigen Käfigs als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Gleiche oder einander entsprechende Bestandteile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt in einer stark schematischen, insbesondere nicht maßstabsgetreuen Darstellung eine Nadellageranordnung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Nadellageranordnung 1 umfasst gestrichelt dargestellt eine innere und eine äußere Laufbahn 2, 3, auf denen eine Mehrzahl von Nadeln 4 derart angeordnet sind, dass diese auf den Laufbahnen 2, 3 abwälzen. Die Nadellageranordnung 1 setzt ein Radiallager um, sodass die innere und die äußere Laufbahn 2, 3 beziehungsweise daran anschließende Partner um eine Hauptdrehachse HD relativ zueinander verschwenkt oder verdreht werden können.
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Ferner umfasst die Nadellageranordnung 1 einen Käfig 5, welcher zwei umlaufende Seitenabschnitte 6a, b sowie eine Mehrzahl von Stegen 7 aufweist, welche die Seitenabschnitte 6a, b miteinander verbinden. Die Seitenabschnitte 6a, b können beispielsweise als Seitenringe ausgebildet sein.
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Die Mittelpunkte M der Rotationsachsen der Nadeln 4 definieren einen Teilkreis T, welcher koaxial und/oder konzentrisch zu der Hauptdrehachse HD angeordnet ist.
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Die Nadeln 4 sind vollrollig zu einander angeordnet, sodass auf der inneren Laufbahn 2 eine größtmögliche Anzahl von Nadeln 4 angeordnet ist. Insbesondere können benachbarte Nadeln 4 in dem Teilkreis T unmittelbar miteinander in Kontakt treten. Um die Vollrolligkeit zu ermöglichen, sind die Stege 7 radial nach innen versetzt zu dem Teilkreis T angeordnet. Ferner weisen diese in dem gezeigten Querschnitt eine dreieckige oder keilförmige Form auf, wobei eine Spitze des Dreiecks beziehungsweise die Keilspitze radial nach außen gerichtet ist, um trotz vergleichsweise großem Querschnitt in die Zwischenräume zwischen die vollrollig angeordneten Nadeln zu passen. Der freie Abstand d in Umlaufrichtung zwischen zwei Stegen 7 ist kleiner als der Durchmesser D der Nadeln 4 ausgebildet, sodass ein Verlieren der Nadeln radial nach innen, also in Richtung der Stegseite in Bezug auf den Teilkreis T formschlüssig verhindert ist.
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Auf der Gegenseite G zu der Stegseite S mit Bezug auf den Teilkreis T ist jeweils zwischen zwei Nadeln 4 eine Halteeinrichtung 8 angeordnet. Auch die Halteeinrichtungen 8 sind so ausgelegt und in dem Zwischenraum zwischen den Nadeln 4 angeordnet, dass diese die vollrollige Anordnung der Nadeln 4 nicht stören.
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Der freie Abstand a zwischen zwei Halteeinrichtungen 8 in Umlaufrichtung ist kleiner als der Durchmesser D der Nadeln 4 ausgebildet, sodass durch die Halteeinrichtungen 8 ein Verlieren der Nadeln 4 in Richtung der Gegenseite G, also radial nach außen, formschlüssig ausgeschlossen ist. Die Halteeinrichtungen 8 haben bei dem Ausführungsbeispiel in der 1 einen kreisrunden Querschnitt und sind aus Vollmaterial gefertigt.
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Allerdings sind die Halteeinrichtungen 8 nicht starr ausgebildet, sondern elastisch verformbar. Die elastische Verformbarkeit kann sich auf eine Werkstoffverformbarkeit oder auf eine Gestaltverformbarkeit beziehen. Beispielsweise können die Halteeinrichtungen 8 ausgelenkt werden. Durch die elastische Verformbarkeit wird es erreicht, dass bei einem Einlegen der Nadeln 4 in den Käfig 5 die Halteeinrichtungen 8 elastisch verformt, z.B. verschoben werden, um auf diese Weise ausreichend Freiraum zwischen den Halteeinrichtungen 8 zu schaffen, um die Nadeln 4 in den Käfig 5 einzulegen. Nach dem Einlegen der Nadeln 4 kehren die Halteeinrichtungen 8 wieder in ihre Ausgangslage zurück und sichern die Nadeln 4 gegen ein Verlieren in Richtung der Gegenseite G in beschriebener formschlüssiger Weise. Zusammenfassend sind sowohl die Stege 7 als auch die Halteeinrichtungen 8 als Verliersicherungen ausgebildet.
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In der 2 ist eine schematische Draufsicht von radial außen auf den Käfig 5 mit den bestückten Nadeln 4 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die Seitenabschnitte 6a, b jeweils ein Halteorgan 9a, b tragen, welche gemeinsam jeweils eine der Halteeinrichtungen 8 bilden. Die Halteorgane 9a, b erstrecken sich jeweils über weniger als 10 % der Gesamtlänge L der Nadeln 4. Die Länge der Halteorgane 9a, b ist insbesondere derart bemessen, dass ein axialer Zwischenraum Z zwischen den freien Enden der Halteorgane 9a, b kleiner als die Gesamtlänge L der Nadeln 4 ist. Ferner ist der freie Abstand a zwischen zwei Halteorganen 9a, b auf einem der Seitenabschnitte 6 a, b kleiner als der Durchmesser D der Nadeln 4 bemessen. Damit sind die Nadeln 4 formschlüssig verliersicher in Gegenrichtung gehalten.
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In der 3 ist der Käfig 5 in einer Draufsicht von radial innen gezeigt, wobei zu erkennen ist, dass die Stege 7 die Seitenabschnitte 6a, b miteinander verbinden. Ferner ist zu erkennen, dass die Stege 7 in der Breite in Umlaufrichtung so ausgebildet sind, dass der verbleibende Zwischenraum d zwischen zwei Stegen 7 nicht ausreicht, um eine der Nadeln 4 mit dem Durchmesser D durchzulassen. Damit sind die Nadeln 4 durch die Stege 7 formschlüssig verliersicher in der Stegrichtung gehalten.
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Die 4 zeigt eine erste mögliche Alternative als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der 4 ist der Querschnitt der Halteeinrichtungen 4 dreieckig gewählt, wobei eine Ecke des Dreiecks in radialer Richtung nach innen zeigt. Der verfügbare Zwischenraum bzw. freie Abstand a zwischen zwei Halteeinrichtungen 8 h ist wieder kleiner als der Durchmesser D der Nadeln 4 gewählt. Durch die Dreiecksform wird vorteilhafterweise erreicht, dass die in Umlaufrichtung weisenden freien Ecken der Halteeinrichtungen 8 elastisch zum Einlegen der Nadeln 4 verformt werden können. Trotzdem werden die Nadeln 4 sicher durch die Halteeinrichtungen 8 formschlüssig gehalten. Auch die Halteeinrichtungen 8 in der 4 teilen sich in zwei randseitig an den Seitenabschnitten 6a, b angeordneten Halteorganen 9a, b auf, wie dies in der 2 gezeigt ist.
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In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, wobei in Abgrenzung zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen die Halteeinrichtungen 8 eine Bogenform aufweisen, wobei die Bogenform ca. 180 Grad eines Kreisringsegments bildet. Die Bogenform ist radial nach innen geöffnet. In ähnlicher Weise wie bei der Dreiecksform in der 4 können die freien Endbereiche der Bogenform beim Einlegen der Nadeln 4 in den Käfig 5 in einfacher Weise verformt werden, sodass ein Bestücken des Käfigs 5 durch die Nadeln 4 möglich ist. Ein Verlieren der Nadeln 4 in Richtung der Gegenseite G ist jedoch formschlüssig durch die Halteeinrichtungen 8 verhindert. Auch die Halteeinrichtungen 8 in der 5 können sich auf zwei Halteorgane 9a, b aufteilen, welche jeweils im Querschnitt die bogenförmige Gestalt aufweisen, wie dies in der 2 gezeigt ist.
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Bei der Montage der Nadelrollenlageranordnung 1 wird in einem Vormontagestück der Käfig 5 mit den Nadeln 4 bestückt. Die aus Käfig 5 und Nadeln 4 gebildete Vormontagebaugruppe ist selbsthaltend ausgebildet. Insbesondere sind die Nadeln 4 verliersicher in dem Käfig 5 gehalten. Der bestückte Käfig kann z.B. eine Qualitätssicherung durchlaufen und später in die Nadellageranordnung 1 eingesetzt werden. Diese Montagereihenfolge hat den Vorteil, dass Fehlmontagen aufgrund von verlorenen Nadeln 4 ausgeschlossen sind.
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Die Nadellageranordnung 1 kann als eine Segmentlagerung ausgebildet sein, wobei sich der Käfig 5 über weniger als 360°, z.B. weniger als 180° oder weniger als 90° in Umlaufrichtung erstreckt. Alternativ kann die Nadellageranordnung 1 als ein 360° Lagerung, insbesondere eine Lagerung für Endlosdrehungen ausgebildet sein.
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In der 6 ist eine weitere Nadellageranordnung 1 ausgebildet als eine Segmentlagerung als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Nadellageranordnung 1 erstreckt sich über einen Winkelbereich von ca. 120°. Die innere Laufbahn (nicht dargestellt) wird durch ein Bauteil gebildet, die äußere Laufbahn 3 ist auf einer Blechschale 10 angeordnet. Der Käfig 5 ist als ein Rahmenkäfig ausgebildet und weist in Umlaufrichtung endseitig Rahmenstege 11a, b auf, die gemeinsam mit den Seitenabschnitten 6 a, b einen umlaufend durchgängigen Rahmen bilden. Der Käfig 5 hält wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen eine Mehrzahl von Nadeln 4, so dass diese vollrollig auf der äußeren Laufbahn 3 abwälzen.
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In der 7 ist eine radiale Draufsicht auf die Außenseite des Käfigs 5 gezeigt. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass die radialäußeren Halteorgane 9a, b als kurze Stummel ausgebildet sind. Statt Stege 7 als Stegabschnitte werden bei dem Ausführungsbeispiel der 6, 7, 8 Stegorgane 12 a, b als Stegabschnitte eingesetzt, die baugleich zu den Halteorganen 9 a, b ausgebildet sind. In der 8 ist eine axiale Draufsicht auf einen der Seitenabschnitte 6 a, b gezeigt, wobei die Nadeln 4 graphisch ausgeblendet sind. In gleicher Weise wie in den 1 bis 5 ist der freie Abstand d zwischen den Stegorganen 12 a, b in Umlaufrichtung sowie der freie Abstand a der Halteorgane 9a,b kleiner als der Durchmesser D der Nadeln 4 ausgebildet, so dass die Stegorgane 12 a, b und die Halteorgane 9 a,b jeweils eine Verliersicherung bilden.
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Die 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Käfig 5 als ein zweireihiger Käfig 5 ausgebildet ist und die Nadeln 4 in zwei Reihen R1 und R2 angeordnet sind, wobei der Käfig 5 eine entsprechende Anzahl von Aufnahmen, bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Aufnahmen, für die zwei Reihen R1 und R2 aufweist. Zwischen den Reihen R1 und R2 ist ein gemeinsamer Seitenabschnitt 6c angeordnet und wie die Seitenabschnitte 6a, b mit den Rahmenstegen 11a, b verbunden.
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Jeder der Seitenabschnitte 6a, b, c trägt Halteorgane 9 a, b, welche in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel in den 6 bis 8 als kurze Stummel ausgebildet sind und die Verliersicherung in die nach radial innen weisende Richtung bilden. Der mittlere Seitensteg 6c trägt die Halteorgane 9b beidseitig für beide Reihen R1 und R2. An der radialen Außenseite des Käfigs 5 sind Stege oder Stegabschnitte angeformt, welche in der Darstellung durch die Nadeln 4 verdeckt sind und welche die Verliersicherung in die nach radial außen weisende Richtung bilden. Statt einer Ausbildung als Segmentkäfig kann der Käfig 5 in Umlaufrichtung geschlossen sein und damit einen zweireihigen 360°-Käfig bilden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nadellageranordnung
- 2
- Laufbahn
- 3
- Laufbahn
- 4
- Nadeln
- 5
- Käfig
- 6a, b
- Seitenabschnitte
- 7
- Stege
- 8
- Halteeinrichtungen
- 9a, b
- Halteorgane
- 10
- Blechschale
- 11 a, b
- Rahmenstege
- 12 a, b
- Stegorgane
- HD
- Hauptdrehachse
- d
- freier Abstand zwischen den Stegen 7 bzw. Stegorganen 12 a, b
- T
- Teilkreis
- S
- Stegseite
- G
- Gegenseite
- a
- freier Abstand zwischen den Halteeinrichtungen 8 in Umlaufrichtung
- L
- Gesamtlänge der Nadeln 4 in axialer Richtung
- M
- Mittelpunkte der Rotationsachsen der Halteorgane
- R1, R2
- Reihen mit Nadeln 4
