DE19646231A1 - Nadellager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Nadellager entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit jeweils einem Fenster in der Hülse und im Nadelkäfig des Nadellagers, sowie eine Nadelhülse zur Verwendung in einem solchen Nadellager.

Die Fenster in der Hülse und im Nadelkäfig ermöglichen einen Eingriff eines anderen Bauteils in radialer Richtung in das Nadellager hinein, beispielsweise um seinen Nadelkäfig um seine Achse zu verdrehen oder zum Eingriff des anderen Bauteils in ein innerhalb des Nadellagers angeordnetes weiteres Bauelement. Hierbei kann es sich um eine z. B. im Querschnitt nicht kreisrund ausgebildete Welle handeln, die bei Drehung innerhalb des Nadellagers das zusätzliche Bauteil radial zum Nadellager verschiebt.

Ein solches Nadellager ist aus der Praxis bekannt. Es weist eine tiefgezogene äußere Hülse auf, die gehärtet sein kann und die ein insbesondere rundes oder ovales Fenster aufweist. Auch der Nadelkäfig weist ein entsprechendes Fenster auf, wobei naturgemäß der Nadelkäfig nicht mit einem vollen Rollensatz bestückt ist, sondern im Bereich des Fensters keine Rollen aufweist. Der Nadelkäfig mit den Rollen ist hierbei in die Hülse eingesetzt, die anschließend an ihren Enden über den Nadelkäfig umgebördelt wird, um ein handelsfähiges Nadellager zu bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Nadellager konstruktiv einfacher auszubilden, um Herstellung und Zusammenbau des Nadellagers zu vereinfachen, insbeson­ dere aber ein Verschließen des Hülsenfensters infolge eines Verdrehens des Käfigs zu verhin­ dern.

Das erfindungsgemäße Nadellager ist in Anspruch 1 gekennzeichnet.

Da die Hülse aus einem in eine zylindrische Form gewickelten, flachen Blechstück besteht, ist die Herstellung der Hülse vereinfacht. Infolge des an der Stoßstelle vorhandenen axialen Schlitzes läßt sich die Hülse mit verhältnismäßig großer Toleranz in Lagerbohrungen ein­ passen, weil sie radial nachgiebig ist. Der Nadelkäfig wird im Bereich seines Fensters in Umfangsrichtung gegenüber der Hülse gehaltert und geführt, z. B. durch mindestens eine radial in das Fenster der Hülse ragende Haltelasche, so daß sich die beiden Fenster der Hülse und des Nadelkäfigs in Umfangsrichtung höchstens so weit gegeneinander verdrehen können, daß immer ein Durchgang für ein zusätzliches Bauteil durch die beiden Fenster hindurch möglich ist.

Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Nadellagers und seiner Hülse ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Das erfindungsgemäße Nadellager kann insbesondere auf der Betätigungswelle eines Brems­ mechanismus eines Fahrzeugs, insbesondere des Handbremsmechanismus eines Kraftfahrzeugs angebracht werden. Hierbei braucht die Betätigungswelle nur um einen bestimmten kleinen Winkel verdreht zu werden, um bei einer Bremsbetätigung, beispielsweise beim Anziehen einer Feststell- oder Handbremse, ein durch die beiden Fenster des Nadellagers hindurch­ ragendes Betätigungsglied für die Bremse zum Festziehen der Bremse zu verstellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Nadellager in Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch das Nadellager nach der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Schnitt durch das Nadellager nach der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht des Nadellagers in Richtung des Pfeiles 4 in Fig. 2, wobei nur eine Hälfte des Nadellagers gezeigt ist;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht des Nadellagers entsprechend Fig. 2 mit einer inneren Be­ tätigungswelle und einem durch diese betätigten zusätzlichen Bauteil in Form eines Druckstifts;

Fig. 6 ist eine Seitenansicht einer Variante des Nadellagers;

Fig. 6a ist ein Schnitt nach der Linie A-A von Fig. 6;

Fig. 6b ist ein Schnitt nach der Linie B-B von Fig. 6;

Fig. 6c ist eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles C in Fig. 6b;

Fig. 7 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nadellagers;

Fig. 7a ist ein Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 7b;

Fig. 7b ist ein Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 7.

Das Nadellager weist gemäß den Fig. 1 bis 3 zunächst eine äußere Hülse 11 auf, die aus einem ebenen Blechstück ausgestanzt und in zylindrische Form gewickelt wurde. An den umfangsmäßigen Enden des aufgewickelten Blechstücks ergibt sich somit eine Stoßstelle, die einen axialen Schlitz 13 bildet, der sich über die ganze axiale Länge der Hülse 11 erstreckt. Zwischen den axialen Enden der Hülse 11 ist der Schlitz 13 durch ein vor dem Aufwickeln des Blechstücks durch dieses hindurch ausgestanztes Fenster 15 erweitert.

In der Hülse 11 ist ein Nadelkäfig 21, der vorzugsweise aus Kunststoff gespritzt ist, an­ geordnet. Der Nadelkäfig 21 ist mit zwei Umfangsreihen von axial hintereinander angeordne­ ten einzelnen Nadelrollen 23 bestückt. Es können auch nur eine oder mehr als zwei Reihen von Nadelrollen 23 vorgesehen sein. Der Nadelkäfig 21 hat einen in seiner Axialrichtung durchgehenden Axialschlitz 25. Zwischen seinen Enden weist der Nadelkäfig 21 im Bereich seines Schlitzes 25 ein radial durchgehendes Fenster 27 auf, das in seiner Größe und seinen Abmessungen etwa dem Fenster 15 der Hülse entspricht und in Umfangsrichtung und in axialer Richtung zu diesem ausgerichtet ist. Im Bereich seines Fensters 27 trägt der Nadelkä­ fig 21 mindestens eine radial nach außen ragende Haltelasche 29, vorzugsweise vier solcher Haltelaschen 29, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Haltelaschen 29 berühren mit ihrer axial äußeren Fläche den axial inneren Rand des Fensters 15 der Hülse 11, so daß der Nadelkäfig 21 mittels der Haltelaschen 29 in Umfangsrichtung gegenüber der Hülse 11 geführt ist. Durch Anschlag der Haltelaschen 29 an den Umfangsenden des Fensters 15 der Hülse 11 wird die Verdrehung des Nadelkäfigs 21 gegenüber der Hülse 11 in Umfangsrichtung begrenzt.

Gleichzeitig dienen die Haltelaschen 29 dazu, durch Anlage mit ihren axial äußeren Flächen an den axial inneren Flächen des Fensters 15 der Hülse 11 eine Axialbewegung des Käfigs 21 innerhalb der Hülse 11 zu verhindern, also den Nadelkäfig 21 axial in der Hülse 11 zu halten. Ein Umbördeln der Enden der Hülse 11 über den Nadelkäfig 21 oder eine andere Halterung dieser Teile ist somit nicht erforderlich.

Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, trägt somit der Nadelkäfig 21 an den beiden axialen Enden seines Fensters 27 mindestens je eine Haltelasche 29, insbesondere jedoch auf jeder Seite seines Schlitzes 25 je eine Haltelasche 29, insgesamt also vier Haltelaschen 29.

Wegen der Anordnung der Haltelaschen 29 ist das Fenster 27 des Nadelkäfigs 21 in axialer Richtung kürzer als das Fenster 15 der Hülse 11. Insbesondere ist das Fenster 27 des Nadel­ käfigs 21 um die gemeinsame axiale Länge der beiden in axialer Richtung hintereinander liegenden Haltelaschen 29 kürzer als das Fenster 15 der Hülse 11. Trotzdem ist, wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, das Fenster 27 des Nadelkäfigs 21 axial und in Umfangsrichtung so zu dem Fenster 15 der Hülse 11 ausgerichtet, daß ein zusätzliches Bauteil in radialer Richtung durch beide Fenster 15 und 27 hindurchgreifen kann.

Bei der in den Fig. 6 bis 6c gezeigten Variante sind die Haltelaschen 29A mit federnden Zungen ausgebildet. Hierdurch wird zusätzlich bewirkt, daß sich der Nadelkäfig 21 im unbetätigten, also nicht gegenüber der Nadelhülse 11 verdrehten Zustand, in einer definierten Position zum Fenster 15 der Nadelhülse 11 befindet.

Vorzugsweise sind die Fenster 15 und 27 der Hülse 11 und des Lagerkäfigs 21 im Umriß rechteckig, um eine gute Führung des Nadelkäfigs 21 innerhalb der Hülse 11 mittels der Haltelaschen 29 und/oder 29A zu gewährleisten. Dabei kann das Fenster 27 des Nadelkäfigs 21 in Umfangsrichtung praktisch die gleiche Winkellänge haben wie das Fenster 15 der Hülse 11 (siehe Fig. 2). Damit kann die gesamte Umfangslänge beider Fenster 15 und 27 für den Durchgang eines zusätzlichen Betätigungsglieds ausgenutzt werden, wodurch eine Schwä­ chung der Hülse 11 und/oder des Nadelkäfigs 21 durch die darin vorgesehenen Fenster 15, 27 sowie eine Schwächung des gesamten Nadellagers durch die im Bereich des Fensters 27 des Nadelkäfigs 21 fehlenden Nadelrollen 23 minimiert ist.

Zum Zusammenbauen des Nadellagers wird der Nadelkäfig 21 radial zusammengedrückt, was wegen des Schlitzes 25 leicht möglich ist, und axial in die Hülse 11 eingeschoben, wo er auseinanderschnappt und wobei die Haltelaschen 29 und/oder 29A in das Fenster 15 der Hülse 11 eingreifen.

Wie insbesondere die Fig. 1 und 3 zeigen, weist die Hülse 11 an ihren axialen Enden Aus­ nehmungen 31 auf. In ähnlicher Weise weist der Nadelkäfig 21 an seinen axialen Enden Ausnehmungen 33 auf, die in radialer Richtung zu den Ausnehmungen 31 der Hülse 11 ausgerichtet sind. Diese Ausnehmungen 31 und 33 dienen als Pilotausnehmungen zum Führen und Ausrichten beim Zusammenbau des Lagers und bei der Anordnung des Lagers in seiner Betriebsumgebung. Die Pilotausnehmungen 31 und 33 ermöglichen dies, weil sie jeweils an den Enden der Schlitze 13 und 25 der Hülse 11 und des Nadelkäfigs 21 angeordnet sind. Neben ihrer Pilotfunktion bei der Montage ermöglichen die Ausnehmungen 31 der Hülse 11 auch das Anbringen einer Verdrehsicherung an dem die Hülse 11 umgebenden Gehäuse, z. B. das Anbringen einer Einstemmung, eines Stifts oder dergleichen, die als Verdrehsicherung in die Ausnehmungen 31 eingreifen.

Die beiden Reihen von Nadelrollen 23 sind in Umfangsrichtung im Bereich des Fensters 25 des Nadelkäfigs 21 frei von Nadelrollen 23, haben also jeweils einen unvollständigen, durch die Umfangserstreckung des Fensters 25 bestimmten Rollensatz.

Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Nadellagers. Wenn das Fenster 15 der Nadelhülse 11 und das Fenster 27 des Nadelkäfigs 21 eine so große umfangsmäßige Winkel­ öffnung verlangen, daß eine Zentrierung des Nadelkäfigs 21 durch den Umfangswinkel­ bereich, der durch die verminderte Zahl von Nadelrollen 23 verbleibt, nicht mehr gewähr­ leistet ist, wenn also der Umfangswinkelbereich der Nadelrollen 23 z. B. etwa gleich oder kleiner als 180 Grad ist, können am Nadelkäfig 21 axial neben dessen Fenster 27 zusätzliche Zentrierelemente in Form von Lagerkugeln 23A angebracht werden. Durch diese ist dann eine Zentrierung des Nadelkäfigs 21 innerhalb der Nadelhülse 11 gewährleistet. Anstelle von im Nadelkäfig 21 drehbar gelagerten Kugeln 23A können auch Erhebungen, Noppen oder dergleichen (nicht dargestellt) an dem Lagerkäfig 21 vorgesehen sein.

Fig. 5 zeigt einen Anwendungsfall des Nadellagers. Zusätzlich zu der Darstellung in Fig. 2 ist in Fig. 5 innerhalb des Nadelkäfigs 21 eine Betätigungswelle 41 angeordnet, auf der der Nadelkäfig 21 montiert ist. Die Betätigungswelle 41 hat eine Aussparung 43, die in Fig. 5 strichpunktiert gezeigt ist. In die Aussparung 43 greift in radialer Richtung ein Druckstift 45 ein, der in Fig. 5 ebenfalls strichpunktiert gezeigt ist. Fig. 5 veranschaulicht zwei Drehstel­ lungen der Betätigungswelle 41, die bei ihrer Drehung den Druckstift 45 in radialer Richtung verschiebt, so daß auch für den Druckstift 45 zwei Stellungen angedeutet sind. Fig. 5 zeigt darüber hinaus den maximalen Verdrehungswinkel oder Betätigungswinkel α für die Be­ tätigungswelle 41, der die maximale radiale Verschiebung des Druckstifts 45 begrenzt.

Bei Anwendung des Nadellagers für einen Bremsmechanismus eines Fahrzeugs, insbesondere für den Feststell- oder Handbremsmechanismus eines Kraftfahrzeugs, wird die Betätigungs­ welle 41 z. B. über einen an ihrem Ende angebrachten, nicht gezeigten Hebel mittels eines Seilzugs vom Handbremshebel des Fahrzeugs aus verdreht. Die Verdrehung der Betätigungs­ welle 41 überträgt sich wegen der Aussparung 43 an deren Umfang in eine Radialverschie­ bung des Druckstifts 45, der mit seinem radial äußeren Ende direkt oder indirekt auf eine Bremsscheibe des Fahrzeugs einwirkt. Da hierfür nur eine winkelmäßig begrenzte Verdrehung der Betätigungswelle erforderlich ist, genügt ein in Umfangsrichtung kleiner maximaler Betätigungswinkel von beispielsweise 40°.

Durch die Ausbildung des Nadellagers mit geschlitzter Hülse 11 und geschlitztem Käfig 21, jeweils mit den Fenstern 15 und 27, durch die der Druckstift 45 radial hindurchgeht, wurde eine konstruktiv einfache und billige Lösung gefunden.

Claims (20)

1. Nadellager mit einer Hülse (11) und mit einem innerhalb der Hülse (11) angeordneten Nadelkäfig (21), mit einem Fenster (15) in der Hülse (11) und mit einem entsprechen­ den Fenster (27) im Nadelkäfig (21), dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Hülse (11) aus einem ausgestanzten, ebenen Blechstück in eine zylin­ drische Form gewickelt ist und an der Stoßstelle einen axialen Schlitz (13) auf­ weist, der zwischen den Enden der Hülse (11) durch das Fenster (15) erweitert ist,
• - daß der Nadelkäfig (21) zwischen seinen axialen Enden ein entsprechendes Fenster (27) aufweist,
• - und daß der Nadelkäfig (21) umfangsmäßig gegenüber dem Fenster (15) der Hülse (11) geführt ist.

2. Nadellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelkäfig (21) ebenfalls einen Längsschlitz (25) aufweist, der zwischen den Käfigenden durch das entsprechende Fenster (27) erweitert ist.

3. Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Nadelkäfigs (21) von diesem mindestens eine Haltelasche (29, 29A) radial nach außen in das Fenster (15) der Hülse (11) ragt.

4. Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (15) der Hülse (11) und das Fenster (27) des Nadelkäfigs (21) rechteckig sind.

5. Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelkäfig (21) an den beiden axialen Enden seines Fensters (27) mindestens je eine Haltelasche (29) trägt, insbesondere auf jeder Seite des Schlitzes (25) je eine Haltelasche (29) trägt.

6. Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (27) des Nadelkäfigs (21) in axialer Richtung etwa um die gesamte axiale Länge der Haltelaschen (29) kürzer ist als das Fenster (15) der Hülse (11).

7. Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelaschen (29A) mit federnden Zungen ausgebildet sind.

8. Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (27) des Nadelkäfigs (21) in Umfangsrichtung etwa die gleiche Winkel­ länge hat wie das Fenster (15) der Hülse (11).

9. Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelkäfig (21) mit zwei axial hintereinander liegenden Reihen von Nadelrollen (23) ausgebildet ist und daß der Bereich seines Fensters (27) frei von Nadelrollen (23) ist.

10. Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Nadelkäfig (21) zusätzlich zu den Nadelrollen (23) Zentrierelemente (23A) (Lager­ kugeln oder Erhebungen) angebracht sind.

11. Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelkäfig (21) aus Kunststoff besteht.

12. Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den axialen Enden der Hülse (11) und/oder des Nadelkäfigs (21) Pilotausnehmungen (31, 33) vorgesehen sind.

13. Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pilotausnehmungen (31, 33) jeweils an den Schlitzen (13, 25) der Hülse (11) und des Nadelkäfigs (21) angeordnet und radial zueinander ausgerichtet sind.

14. Nadelhülse zur Verwendung in einem Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

15. Nadelhülse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) aus einem ausgestanzten, ebenen Blechstück in eine zylindrische Form gewickelt ist und an der Stoßstelle einen axialen Schlitz (13) aufweist, der zwischen den Enden der Hülse (11) durch das Fenster (15) erweitert ist.

16. Nadelhülse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) ein rechteckiges Fenster (15) hat.

17. Nadelhülse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) an ihren axialen Enden, insbesondere an den Enden ihres Schlitzes (13), Pilotausnehmungen (31) aufweist.

18. Anwendung eines Nadellagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf der Betätigungswelle (41) eines Bremsmechanismus eines Fahrzeugs, insbesondere des Handbremsmechanismus eines Kraftfahrzeugs.

19. Anwendung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswelle (41) innerhalb des Nadelkäfigs (21) angeordnet ist und ein zwischen der Betätigungswelle (41) und einer Bremsscheibe angeordneter Druckstift (45) durch die Fenster (15, 27) der Hülse (11) und des Nadelkäfigs (21) hindurchragt.

20. Anwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswelle (41) im Querschnitt so geformt ist (Aussparung 43), daß bei Drehung der Betätigungswelle (41) der Druckstift (45) in seiner axialen Richtung in den Fenstern (15, 27) der Hülse (11) und des Nadelkäfigs (21) radial hin und her verschiebbar ist.