DE967539C

DE967539C - Nadellager fuer oszillierende Bewegungen, z.B. Kardangelenkzapfenlager, mit in einemKunststoffkaefig einzeln gehaltenen und gefuehrten Nadeln

Info

Publication number: DE967539C
Application number: DED14979A
Authority: DE
Inventors: Alfred Witte
Original assignee: Duerkoppwerke GmbH
Current assignee: Duerkoppwerke GmbH
Priority date: 1953-05-03
Filing date: 1953-05-03
Publication date: 1957-11-21

Description

Nadellager für oszillierende Bewegungen, z. B. Kardangelenkzapfenlager, mit in einem Kunststoffkäfig einzeln gehaltenen und geführten Nadeln Die Bezeichnung Nadellager wird für Zylinderrollenlager benutzt, deren Rollkörper, Nadeln genannt, einen Durchmesser von. I bis 5 mm und im Verhältnis dazu eine große Länge, die etwa, das acht- bis zehnfache des Durchmessers beiträgt., aufweisen. Die Nadeln werden entweder ohne, eine beisondere Führung und Halterung dicht bei dicht in den Laufraum eingelegt, sogenannte vollrollige Nadellager, oder in Verbindung mit Blech- bzw. Massivkäfigen zur Führung und Halterung der Nadeln als einbaufertige Lagerelemente, sogenannte Nadelkäfige, verwendet. Vollrollige Nadellager zeichnen sich durch hohe Tragfähigkeit bei geringer Raumbeanspruchung aus, sie haben jedoch den. Nachteil, daß die Nadeln dazu neigen, sich während des Betriebes schräg zu stellen, d. h. zu schränken. Um ein völliges Verschränken und damit Lagersperre zu verhindern muß eine genügend große radiale Lagerluft vorgesehen werden. Dies hat jedoch zur Folge, daß störende Lagergeräusche, insbesondere bei oszillierenden Lagerbeanspruchungen, durch das Flattern der Nadeln verursacht werden. Ein weiterer Nachteil der vollrolligen Nadellager besteht darin, d:aß die Nadeln infolge des Fehlens jeglicher Halterung bei dar Montage bzw. Demontage des Lagers her ausfallen können.
Bei Nadelkäfigen mit in Käfigtaschen einzeln geführten und gehaltenen Nadeln vermindert sich die Anzahl der bei einem gegebenen Lager- und Nadeldurchmesser unterzubringenden Nadeln auf etwa die Hälfte und dementsprechend auch die Tragfähigkeit des Lagers. Bei einer anderen bekannten Nadelkäfigkonstruktion werden die Nadeln in mehrere Gruppen zusammengefaßt d.h., es sind nur wenige gleichmäßig über den Käfigumfang verteilte Querstege zur achsparallelen Führung der Nadeln vorgesehen, und die Halterung der Nadeln erfolgt durch die rinnenförmig ausgebildeiten Käfigseitenringe, in. die die verjüngten Nadelenden hineinragen. Die Verminderung der Tragfähigkeit ist bei dieser Ausführung weniger groß als bei Käfigen mit Nadeleinzelführung, sie sind aber durch die Verwendung von Spezialnaideln. mit verjüngten Enden und die schwierigere Käfigherstellung etwas teurer.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Lagerung von Kardangelenkzapfen und ähnlicher, eine oszillierende Bewegung ausführender Konstruktionselemente durch die Schaffung eines neuartigen Nadellagers zu verbessern, indem die bislang für derartige Zwecke hauptsächlich zur Verwendung gelangenden vollrolligen, käfiglosen Nadellager durch eine geeignete Käfigkonstruktion ersetzt werden, welche bei gleicher Abmessung praktisch auch die gleiche Tragfähigkeit wie die käfiglosen Nadellager aufweist, diesen gegenüber aber wesentliche Vorteile hinsichtlich Einbauerleichterung und Geräuschminderung bringt. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß als Käfigwerkstoff ein im ausgehärteten Zustand vollelastischer, also gummiartiger Kunststoff verwendet wird, wobei die die Nadeln aufnehmenden Käfigtaschen so dicht aneinandergerückt sind, daß der Käfig zwischen den Nadeln nur eine ganz geringe Wendungsstärke, vorzugsweise Folienstärke, aufweist, d. h., die Wendungsstärke, der zwischen den Nadeln liegendem Käfigstege soll, auf der Teilkreislinie gemeissen etwa ein Zehntel bis maximal ein Fünftel dies Nadeldurchmassers betragen. Bei einem Nadeldurchmesser von z. B. 2 mm würden also die Käfigstege auf der Teilkreislinie eine Wendungsstärke von o,2 bis o,4 mm aufweisen. Da sich die Nadelanzahl somit gegenüber einem vollrolligen Nadellager nur unwesentlich verringert, bleibt die Tragfähigkeit trotz der Vorteile, die eine Käfigkonstruktion einbaumäßig usw. bietet, praktisch erhalten, und es tritt als weiterer Vorteil eine wirksame Geräuschdämpfung durch den Käfigwerkstoff hinzu.
Bei den bekannten Nadelkäfigkonstruktionen, gleichgültig ob aus Metall oder aus Kunststoff, geht es in erster Linie um die schränkungsfreie, achsparallele Führung der Nadeln, und man verwendet deshalb durchweg Materialien, die eine ausreichende Torsionssteifigkeit des Käfigs gewährleisten. Wenn im vorliegenden Falle vom einem im ausgehärteten Zustand vollelastischen Kunststoff die Rede ist, so ist damit ein verhältnismäßig weiches, gummiartiges Material gemeint, wie man es seither für Nadelrollenkäfige noch nicht verwendet hat. Für den erfindungsgemäßen Zweck ist ein. solches Material nur geeignet, weil bei oszillieren. den Bewegungen die achsparallele Führung der Nadeln vernachlässigt werden kann..
Für Walzenrollenlager - Walzenrollen sind lange Zylinderrollen von verhältnismäßig großem Durchmesser - sind starre Führungskäfige bekannt, bei denen das Verhältnis von Stegwandungsstärke zu Rollendurchmesser in den oben angegebenen Grenzen liegt. Bei einem Rollendurchmesser von IO mm und darüber ist es, auch gar kein Problem, dieses Verhältnis zu erzeugen, da die Stegstärke in diesem Falle immerhin noch I bis 2 mm beträgt, was fartigungstechnisch durchaus zu beherrschen ist. Bei den Nadellagerdimensionen sind dagegen Metallkäfige mit einem solchen. Verhältnis von Stegwandungsstärke zu Nadeldurchmesser nicht mehr zu fertigen. Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, daß der vorgeschlagene vollelastische Kunststoff für Nadelkäfige für oszillierende Bewegungen besöndere Vorteile bietet, wenn zugleich die Abmessungen so gewählt werden, daß das Lager gegenüber einem vollrolligen Nadellager keine wesentliche Einbuße hinsichtlich seiner Tragfähigkeit erleidet.
Der in Fig. I in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schaubildlich dargestellte Nadelkäfig a hat die Form einer zylindrischen Hülse, deren Länge etwas größer ist als. die Länge der Lagernadeln b und. deren: Wandstärke etwas kleiner ist als dar Nadeldurchmesser. Der Käfig a ist aus synthetischem Kautschuk oder aus Kunststoff mit elastischen, gummiartigen Eigenschaften, wie Polyamid oder Polyurethan, gegossen oder gespritzt. Die Käfigtaschen c zur Aufnahme der Nadeln b werden bei der Herstellung mit eingeformt, und ihre Wendungsflächen umschließen die Mantelflächen dar Nadeln b auf der gesamten Querschnittshöhe des Käfigs.
Die Form der Käfigtaschen c bzw. der die Taschen bildenden Querstege d ist aus der Fig. 2, die einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab zeigt, zu ersahen. Die negativ gekrümmten Wandungsflächen der Stege d umfassen die Nadeln oberhalb und unterhalb ihres Tailkreises, so daß sie nach beiden Seiten gehalten werden. Auf der Teilkreislinie besitzen, die Querstege d nur eine ganz geringe Wandstärke, von Bruchteilens; eines Millimeters. Es wäre sogar möglich, die Wandstärke auf der Teilkreislinie bis auf Null zur vermindern, vorzugsweise wird man jedoch höchstens bis auf Folienstärke heruntergehen,, damit die Verbindung der äußeren und inneren Stearteile erhalten bleibt. Als Bezugsmaß ausgedrückt soll die Wandstärke etwa ein Zehntel des Nadeldurchmessers betragen. Für Lager mit sehr kleinem Nadeldurchmesser ist auch, ein Fünftel noch, tragbar.
Infolge der großen Nachgiebigkeit des für den Käfig verwendeten Materials. eignet sich der Nadelkäfig nach der Erfindung nicht nur zur Lagerung von Wellen oder sonstigen Drehkörpern, sondern als flacher Streifen, wie in Fig. 3 veranschaulicht, auch für ebene Lagerungen, z. B. für Schlittenführungen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Nadellager für oszillierende Bewegungen, z. B. Kardangelenkzapfenlager, mit in einem Kunststoffkäfig einzeln gehaltenen und geführten Nadeln, dadurch gekennzeichnet, daß als Käfigwerkstof ein im ausgehärteten Zustand. vollelastischer, gummiartiger Kunststoff ver wendet wird, wobei gleichzeitig die die Nadeln: aufnehmenden Käfigtaschen so dicht aneinandergerückt sind, daß der Käfig zwischen den Nadeln nur eine ganz geringe Wandungsstärke, vorzugsweise Folienstärke, aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 804 737, 728 248, 65o 367, 57o 5I2, 481 IO9, 4.65 179, 364 85o; USA.-Patentschrift Nr. 2 222 49I ; französische Patentschrift Nr. 626 826; schweizerische Patentschrift Nr. 228 488, 174 410; Jürgensmeyer: »Die Wälzlager«, Verlag Springer, Berlin 1937, S. 49.