Bezeichnung der Erfindung Name of the invention
Nadellageranordnung Beschreibung Needle bearing assembly Description
Die Erfindung betrifft eine Nadellageranordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Montage. The invention relates to a needle bearing assembly having the features of the preamble of claim 1 and a method for its assembly.
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. Needle roller bearings are special forms of rolling bearings and are characterized by needles as rolling elements, in particular, the needles are characterized by a large length-to-diameter ratio. Needle bearings include - like other bearings also - usually an outer and an inner support for tracks of the needle bearing, the needles are arranged between the raceways. Usually, the needles are guided or even held in a cage.
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. The document DE 10 2005 034 739 A1, which probably forms the closest prior art, describes the mounting of a pivotable lever, wherein the bearing comprises a Wälzkörpereinrichtung. The Wälzkörpereinrichtung has two ring segments, on which rolling surfaces are arranged for rolling elements. The rolling elements are designed as needles and optionally performed in a cage frame or in a Filigrankbehig. In both cases, the maximum possible number of needles on the rolling surface is distributed in the interest of a high load rating by full roll sets.
Gebiet der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nagellageranordnung mit verbesserten Montage- und/oder Handlingseigenschaften sowie ein Verfahren zu dessen Montage vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch eine Nadellageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. Field of the invention The invention has for its object to provide a nail bearing assembly with improved assembly and / or handling properties and a method for its assembly. This object is achieved by a needle bearing assembly having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 12. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.
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. In the context of the invention, a needle bearing assembly is thus proposed, which is particularly preferably designed as a radial needle bearing assembly. The needle bearing assembly serves to support two partners rotatably or pivotally to each other. In particular, the partners via the needle bearing assembly about a common axis of rotation are pivotable and / or rotatable to each other.
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. The needle bearing assembly comprises an outer and an inner raceway and a plurality of needles as rolling elements. The needles are arranged for rolling between the inner and the outer raceway and contact them. The needles are designed as rollers and have a length-to-diameter ratio of preferably greater than 4: 1, preferably greater than 6: 1 and in particular greater than 8: 1.
Die Nadeln sind für das Abwälzen zwischen der inneren und der äußeren Laufbahn vollroll ig - 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.
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. The needles are vollroll ig for rolling between the inner and the outer raceway - also called vollnadelig - arranged. In a full complement arrangement, the needles in the direction of circulation are preferably placed close to each other so that a maximum number of needles can be arranged in the circumferential direction on the inner raceway. Due to the full complement arrangement, the largest possible radial load bearing capacity of the needle bearing arrangement is achieved while at the same time saving space. The needles each have their own axis of rotation, wherein the entirety of the axes of rotation defines a pitch circle diameter of the needle bearing assembly. In particular, in the pitch circle diameter, the needles are arranged immediately adjacent to each other.
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. 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. 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. The needle bearing assembly further comprises a cage, wherein the cage is particularly preferably designed as a Filigrankbehig. The cage preferably comprises two side sections and a plurality of web sections, wherein the web sections span windows for the needles in the direction of rotation. In each of the windows, exactly one needle is preferably inserted, wherein the web portions are arranged between the needles. The web portions are arranged radially spaced from the pitch circle diameter, this side of the pitch circle diameter being referred to as web side. In particular, the web portions are arranged without overlapping to the pitch circle diameter. It is possible that the web portions are arranged on the radial outer side to the pitch circle diameter as the web side or alternatively on the radial inner side of the pitch circle diameter as the web side. However, the web sections are particularly preferably positioned on the radial inner side to the pitch circle diameter. The web portions are arranged spaced apart in the circumferential direction such that the windows formed therefrom prevent the needles from falling out in the radial direction of the web side. Thus, the web sections form a captive for the needles in the direction of the web page. The captive is important because due to the small diameter of the needles is a very filigree design of the needle bearing assembly is given, so that it comes in the assembly of the needles in the cage by falling out of the needles to misadjustments can be visually poorly recognizable.
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. In the context of the invention it is proposed that the cage has a plurality of holding devices, wherein the holding devices form a captive for the needles in the direction of the opposite side to the web side. By the holding device is thus achieved that the needles can not accidentally fall out of the cage in an opposite direction. The holding devices are arranged on the opposite side to the web side with respect to the pitch circle diameter between the needles. Particularly preferably, a holding device is arranged in each intermediate space between two needles. Particularly preferably, the needles are positively secured by the holding devices against losing.
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. It is a consideration of the invention that the falling out of the needles both in the inner and in the outer radial direction is prevented by the integration of an additional holding device. Thus, the invention opens up the possibility that the needles are preassembled in the cage, this optionally undergo a quality inspection and can be subsequently used as a self-holding preassembly assembly in the needle bearing assembly. In particular, falling out of needles or thus incorrect assembly of the needle bearing assembly can be avoided.
Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind die Halteeinrichtungen elastisch ausgebildet, sodass eine insbesondere zerstörungsfreie Bestückung der Nadeln in den Käfige 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.
Die Halteeinrichtungen und die Stegabschnitte sind so zueinander angeordnet, dass die Nadeln in ihrer Endposition unverklennnnt und/oder drehbar in den Fenstern des Käfigs angeordnet sind. Bei einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung 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. In a preferred embodiment of the invention, the holding devices are elastically formed so that a particularly non-destructive placement of the needles in the cages from the direction of the opposite side is made possible. In particular, the holding devices are elastically deformed when inserting the needles and return automatically after insertion into the initial state, so that they form the captive for the needles. For example, the needles are clipped into the cage. Particularly preferably, the opposite side to the web side forms a component side in the assembly of the cage with the needles. The holding devices and the web sections are arranged relative to one another in such a way that the needles in their end position are arranged unclipped and / or rotatable in the windows of the cage. In a possible structural embodiment of the invention, the holding devices each comprise two holding members, wherein the two holding members are arranged axially opposite one another in the cage. In particular, the holding members are arranged on side sections of the cage, such as side rings of the cage, in particular integrally formed. The formation of the holding devices as two holding members opened on the one hand a high loss of security of the needles and on the other hand a simplified loading or inserting the needles. This is achieved in particular by the fact that free ends of the holding members are comparatively easily elastically deflectable when inserting the needles.
Besonders bevorzugt sind die zwei Halteorgane einer Halteeinrichtung in axialer Richtung zu der Nadellageranordnung voneinander beabstandet angeordnet. Im Speziellen 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. Particularly preferably, the two holding members of a holding device in the axial direction to the needle bearing assembly are arranged spaced from each other. In particular, the single retainer has a length less than 30%, preferably less than 20% of the length of the needle. With such a length, the needle can be kept captive and at the same time an unnecessary length of the holding member can be avoided.
Die Halteorgane sind beispielsweise als Haltenoppen, Haltenasen oder als Halteteilstege ausgebildet. 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. 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. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
weisen die Halteeinhchtungen, 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. The holding members are formed, for example, as holding nubs, retaining lugs or holding partial webs. In one embodiment of the invention, the holding devices, in particular the holding members, are circular in cross-section made of solid material. In this embodiment, the holding members form the holding part webs. In an alternative embodiment, the holding devices, in particular the holding members, in cross-section to the web portions open arc shape. In this embodiment, it is possible to particularly easily deform the outer regions of the arc shape in the circumferential direction and / or the axial direction in order to achieve simple insertion. In a further embodiment of the invention the Halteeinhchtungen, in particular the holding members, in cross-section a triangular shape, in particular a wedge shape, on. One corner of the triangle or the wedge tip is directed in the direction of the webs. Due to the widened base of the triangle or the wedge, a positive lock is formed against a loss of the needle in the direction of the opposite side.
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 Verbund Werkstoff käf ig ausgebildet ist. For the selection of the material for the cage several possibilities are given: Thus it is possible that the cage is cage-shaped as a sheet metal cage, as a plastic cage or as a composite material.
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. In preferred structural embodiments of the cage is in one piece and / or einmaterialig, so constructed of a common material. In possible developments of the invention, the holding means comprise a different material than the web portions, wherein the material of the holding means particularly preferably has a higher elasticity than the material of the web portions to support an elastic deformation when loading the cage with the needles. However, the cage with the web sections and the holding devices is particularly preferably formed integrally from plastic, so that it can be manufactured in a common tool.
In Abhängigkeit der Anwendung ist es möglich, 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. Alternativ hierzu ist die Nadellageranordnung als eine 360 Grad-Lagerung ausgebildet, wobei der Käfig in Umlaufrichtung vorzugsweise geschlossen ausgebildet ist. 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. Depending on the application, it is possible that the needle bearing assembly is formed as a segment storage, wherein the cage extends over an angular range of preferably less than 180 degrees, in particular less than 90 degrees. Alternatively, the needle bearing assembly is formed as a 360 degree bearing, wherein the cage is preferably formed closed in the direction of rotation. In a possible development of the invention, the needle bearing assembly has at least one sheet metal shell or at least one bearing ring, wherein the sheet metal shell or the bearing ring one of Wearing tracks.
Die Stegabschnitte können als Stege ausgebildet sein, wobei die Stege die Seitenabschnitte in axialer Richtung der Nadellageranordnung verbinden. The web portions may be formed as webs, wherein the webs connect the side portions in the axial direction of the needle bearing assembly.
Insbesondere in der Ausgestaltung 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. In particular, in the embodiment as a segment storage, it is preferred that each of the web portions at least one, preferably two web members, wherein free ends of the web members are spaced apart in the axial direction. The web organs are arranged in particular on the side sections. The bar organs may e.g. in any variant of the holding members, e.g. designed as Stegnoppen, Stegnasen or as partial webs.
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. 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.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Montage der Nadellageranordnung wie diese zuvor beschrieben wurde. Das Verfahren umfasst einen Vormontageschritt, wobei der Käfig mit den Nadeln bestückt wird. Wie bereits erläutert werden die Nadeln in dem Käfig verliersicher gehalten. In einem Hauptmontageschritt wird der mit den Nadeln bestückte Käfig in der Nadellageranordnung montiert. Alternatively or additionally, it is preferred that in the embodiment of the needle bearing assembly is designed as a segment bearing the cage as a frame cage, which has a peripheral frame, wherein the frame is composed of the side portions and two frame sections. Particularly preferably, the cage is formed in a single row, wherein all the rollers are arranged in a row. In other applications, eg with higher loads and a larger axial width, it is preferred that the cage is adapted to receive two, three or more rows of rollers. The cage has for at least one of the rows on the previously described web portions and holding devices. The web sections and / or the holding devices can be arranged, for example, at intermediate ring sections of the cage, in particular be formed. It is particularly preferred for the cage to have the retainers and land portions for some or even all of the rows to utilize the advantages described above for each of the rows. In particular, in the event that all rows have the described web portions and the described holding devices, it is achieved that the falling out of all roles is prevented. Another object of the invention is a method for mounting the needle bearing assembly as described above. The method comprises a pre-assembly step, wherein the cage is equipped with the needles. As already explained, the needles are held captive in the cage. In a main assembly step, the cage equipped with the needles is mounted in the needle bearing assembly.
Vorteil des Verfahrens ist insbesondere eine erleichterte Montage des gefüllten Käfigs mit den Blechschalen oder den Lagerringen, da kein zusätzlicher Aufwand bei der Montage betrieben werden muss, um die Nadeln vor dem Herausfallen zu sichern. Advantage of the method is in particular a facilitated assembly of the filled cage with the sheet metal shells or the bearing rings, since no additional effort during assembly must be operated to secure the needles from falling out.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen: Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention and the accompanying figures. Showing:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Nadellageranordnung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figure 1 is a schematic side view of a needle bearing assembly as a first embodiment of the invention;
Figur 2 eine schematische Draufsicht in radialer Richtung von außen auf die Nadellageranordnung; Figure 2 is a schematic plan view in the radial direction from the outside to the needle bearing assembly;
Figur 3 eine schematische Draufsicht von radial innen auf die Nadellageranordnung der vorhergehenden Figuren; Figure 3 is a schematic plan view of radially inward of the needle bearing assembly of the preceding figures;
Figur 4 eine alternative Ausgestaltung der Nadellageranordnung in gleicher Darstellung; Figur 5 eine weitere Alternative der Nadellageranordnung der vorhergehenden Figuren, ebenfalls in gleicher Darstellung;
Figur 6 eine schematische Schnittdarstellung einer Nadellageranordnung als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figure 4 shows an alternative embodiment of the needle bearing assembly in the same representation; Figure 5 shows a further alternative of the needle bearing assembly of the preceding figures, also in the same representation; Figure 6 is a schematic sectional view of a needle bearing assembly as a further embodiment of the invention;
Figur 7 eine schematische Ansicht auf den Seitenabschnitt des Käfigs der Nadellageranordnung in der Figur 6; Figure 7 is a schematic view of the side portion of the cage of the needle bearing assembly in Figure 6;
Figur 8 eine radiale Ansicht auf den Käfig in den Figuren 6 und 7; Figure 8 is a radial view of the cage in Figures 6 and 7;
Figur 9 eine schematische dreidimensionale Ansicht eines zweireihigen Käfigs als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figure 9 is a schematic three-dimensional view of a double row cage as a further embodiment of the invention.
Gleiche oder einander entsprechende Bestandteile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figur 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. 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. Identical or corresponding components are provided in the figures with the same reference numerals. 1 shows a highly schematic, in particular not to scale representation of a needle bearing assembly 1 as an embodiment of the invention. The needle bearing assembly 1 includes dashed lines shown an inner and an outer raceway 2, 3, on which a plurality of needles 4 are arranged such that they roll on the raceways 2, 3. The needle bearing assembly 1 implements a radial bearing, so that the inner and the outer raceway 2, 3 or adjoining partners about a main axis of rotation HD can be pivoted relative to each other or rotated. Further, the needle bearing assembly 1 comprises a cage 5, which has two circumferential side portions 6a, b and a plurality of webs 7, which connect the side portions 6a, b with each other. The side sections 6a, b may be formed, for example, as side rings.
Die Mittelpunkte M der Rotationsachsen der Nadeln 4 definieren einen Teilkreis T, welcher koaxial und/oder konzentrisch zu der Hauptdrehachse
HD angeordnet ist. The centers M of the axes of rotation of the needles 4 define a pitch circle T, which is coaxial and / or concentric with the main axis of rotation HD is arranged.
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. The needles 4 are arranged full complement to each other, so that on the inner race 2 a maximum number of needles 4 is arranged. In particular, adjacent needles 4 in the pitch circle T can come into direct contact with each other. In order to allow the full roll, the webs 7 are arranged radially inwardly offset to the pitch circle T. Furthermore, these have a triangular or wedge-shaped shape in the cross section shown, wherein a tip of the triangle or the wedge tip is directed radially outward to fit despite relatively large cross-section in the interstices between the fully roll-arranged needles. The free distance d in the direction of rotation between two webs 7 is smaller than the diameter D of the needles 4 is formed, so that a loss of the needles radially inwardly, ie in the direction of the web side with respect to the pitch circle T is positively prevented.
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. On the opposite side G to the web side S with respect to the pitch circle T between each two needles 4, a holding device 8 is arranged. The holding devices 8 are designed and arranged in the space between the needles 4, that they do not interfere with the full roll arrangement of the needles 4.
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 Figur 1 einen kreisrunden Querschnitt und sind aus Vollmaterial gefertigt. 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 Verfornnbarkeit 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. The free distance a between two holding devices 8 in the circumferential direction is smaller than the diameter D of the needles 4 is formed, so that a loss of the needles 4 in the direction of the opposite side G, ie radially outward, positively excluded by the holding devices 8. The holding devices 8 have in the embodiment in Figure 1 has a circular cross-section and are made of solid material. However, the holding devices 8 are not rigid, but elastically deformable. The elastic deformability may relate to a material deformability or to a form deformability. For example, the holding devices 8 can be deflected. The elastic Vernnnbarkeit it is achieved that when inserting the needles 4 in the cage 5, the holding means 8 elastically deformed, for example, be moved to provide in this way sufficient space between the holding means 8 to the needles 4 in the cage. 5 appeal. After inserting the needles 4, the holding devices 8 return to their original position and secure the needles 4 against being lost in the direction of the opposite side G in the form-fitting manner described. In summary, both the webs 7 and the holding devices 8 are formed as Verliersicherungen.
In der Figur 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. In der Figur 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.
Die Figur 4 zeigt eine erste mögliche Alternative als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der Figur 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 Figur 4 teilen sich in zwei randseitig an den Seitenabschnitten 6a, b angeordneten Halteorganen 9a, b auf, wie dies in der Figur 2 gezeigt ist. FIG. 2 shows a schematic plan view from radially outside on the cage 5 with the loaded needles 4. It can be seen that the side sections 6a, b respectively carry a holding member 9a, b, which together form one of the holding devices 8 in each case. The holding members 9a, b each extend over less than 10% of the total length L of the needles 4. The length of the holding members 9a, b is particularly dimensioned such that an axial gap Z between the free ends of the holding members 9a, b smaller than the total length L of the needles 4 is. Further, the free distance a between two holding members 9 a, b on one of the side portions 6 a, b is smaller than the diameter D of the needles 4 dimensioned. Thus, the needles 4 are positively held captive in the opposite direction. In FIG. 3, the cage 5 is shown in a plan view from radially inward, wherein it can be seen that the webs 7 connect the side sections 6a, b to one another. Furthermore, it can be seen that the webs 7 are formed in the width in the circumferential direction so that the remaining gap d between two webs 7 is not sufficient to pass one of the needles 4 with the diameter D. Thus, the needles 4 are held by the webs 7 form-locking captive in the web direction. FIG. 4 shows a first possible alternative as a further embodiment of the invention. In FIG. 4, the cross-section of the holding devices 4 is triangular, with one corner of the triangle pointing inwards in the radial direction. The available gap or free distance a between two holding devices 8 h is again smaller than the diameter D of the needles 4 selected. Due to the triangular shape is advantageously achieved that the pointing in the direction of rotation free corners of the holding devices 8 can be elastically deformed to insert the needles 4. Nevertheless, the needles 4 are held securely by the holding means 8 positively. The holding devices 8 in FIG. 4 are also divided into two holding members 9a, b arranged on the side sections 6a, 6 at the edge, as shown in FIG.
In der Figur 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 Figur 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 Figur 5 können sich auf zwei Halteorgane 9a, b aufteilen, welche jeweils im Querschnitt die bogenförmige Gestalt aufweisen, wie dies in der Figur 2 gezeigt ist. A further embodiment of the invention is shown in FIG. 5, wherein, in contrast to the preceding exemplary embodiments, the holding devices 8 have an arcuate shape, wherein the arcuate shape forms approximately 180 degrees of a circular ring segment. The arch form is open radially inwards. In a similar manner as in the triangular shape in Figure 4, the free end portions of the arcuate shape can be deformed when inserting the needles 4 in the cage 5 in a simple manner, so that a loading of the cage 5 by the needles 4 is possible. However, a loss of the needles 4 in the direction of the opposite side G is positively prevented by the holding devices 8. The holding devices 8 in FIG. 5 can also be divided into two holding elements 9a, b, which each have the arcuate shape in cross-section, as shown in FIG.
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 sppäter
in die Nadellageranordnung 1 eingesetzt werden. Diese Montagereihenfolge hat den Vorteil, dass Fehlmontagen aufgrund von verlorenen Nadeln 4 ausgeschlossen sind. Die Nadellageranordnung 1 kann als ein 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. During assembly of the needle roller bearing assembly 1, the cage 5 is equipped with the needles 4 in a pre-assembly piece. The pre-assembly made of cage 5 and needles 4 is formed self-holding. In particular, the needles 4 are held captive in the cage 5. The stocked cage can eg go through a quality assurance and later be used in the needle bearing assembly 1. This assembly order has the advantage that incorrect assembly due to lost needles 4 are excluded. The needle bearing assembly 1 may be formed as a segment bearing, wherein the cage 5 extends over less than 360 °, for example, less than 180 ° or less than 90 ° in the direction of rotation. Alternatively, the needle bearing assembly 1 may be formed as a 360 ° bearing, in particular a bearing for endless rotation.
In der Figur 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 1 1 a, 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. In FIG. 6, a further needle bearing arrangement 1 is embodied as a segment bearing as a further exemplary embodiment of the invention. The needle bearing assembly 1 extends over an angular range of about 120 °. The inner race (not shown) is formed by a component, the outer race 3 is arranged on a sheet metal shell 10. The cage 5 is formed as a frame cage and has in the direction of rotation end side frame webs 1 1 a, b, which together with the side sections 6 a, b form a circumferentially continuous frame. The cage 5 holds as in the previous embodiments, a plurality of needles 4, so that they roll on the outer raceway 3 full complement.
In der Figur 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 Figuren 6, 7, 8 Stegorgane 12 a, b als Stegabschnitte eingesetzt, die baugleich zu den Halteorganen 9 a, b ausgebildet sind. In der Figur 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 Figuren 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. FIG. 7 shows a radial plan view of the outside of the cage 5. In this illustration, it can be seen that the radially outer holding members 9a, b are designed as short stubs. Instead webs 7 as web portions are used in the embodiment of Figures 6, 7, 8 web members 12 a, b as web portions which are identical in construction to the holding members 9 a, b formed. In the figure 8 is an axial plan view of one of the side portions 6 a, b shown, wherein the needles 4 are hidden graphically. In the same manner as in Figures 1 to 5, the free distance d between the web members 12 a, b in the circumferential direction and the free distance a of the holding members 9 a, b smaller than the diameter D of the needles 4 formed so that the web organs 12 a, b and the holding members 9 a, b each form a captive.
Die Figur 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 1 1 a, b verbunden. 9 shows a further embodiment of the invention, wherein the cage 5 is formed as a double-row cage 5 and the needles 4 are arranged in two rows R1 and R2, wherein the cage 5 a corresponding number of shots, in this embodiment two shots, for the two rows R1 and R2. Between the rows R1 and R2, a common side portion 6c is arranged and like the side portions 6a, b connected to the frame webs 1 1 a, b.
Jeder der Seitenabschnitte 6a, b, c trägt Halteorgane 9 a, b, welche in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 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.
Each of the side portions 6a, b, c carries holding members 9a, b, which are formed in the same manner as in the embodiment in Figures 6 to 8 as a short stub and form the captive in the pointing radially inward direction. The middle side bar 6c carries the holding members 9b on both sides for both rows R1 and R2. On the radial outer side of the cage 5 webs or web portions are formed, which are hidden in the representation by the needles 4 and which form the captive in the radially outwardly facing direction. Instead of training as a segment cage, the cage 5 may be closed in the direction of rotation and thus form a double-row 360 ° cage.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
I Nadellageranordnung I needle bearing assembly
2 Laufbahn 2 career
3 Laufbahn 3 career
4 Nadeln 4 needles
5 Käfig 5 cage
6a, b Seitenabschnitte 6a, b side sections
7 Stege 7 bars
8 Halteeinrichtungen 8 holding devices
9a, b Halteorgane 9a, b holding organs
10 Blechschale 10 sheet metal shell
I I a, b Rahmenstege I I a, b frame bars
12 a, b Stegorgane 12 a, b Stegorgane
HD Hauptdrehachse HD main axis of rotation
d freier Abstand zwischen den Stegen 7 bzw. Stegorganen 12 a, b d free distance between the webs 7 and web organs 12 a, b
T Teilkreis T pitch circle
S Stegseite S bridge side
G Gegenseite G opposite side
a freier Abstand zwischen den Halteeinrichtungen 8 in a free distance between the holding devices 8 in
Umlaufrichtung direction of rotation
L Gesamtlänge der Nadeln 4 in axialer Richtung L total length of the needles 4 in the axial direction
M Mittelpunkte der Rotationsachsen der Halteorgane M centers of the axes of rotation of the holding organs
R1 , R2 Reihen mit Nadeln 4
R1, R2 rows of needles 4