DE6933767U

DE6933767U - Spielfreies nadellager

Info

Publication number: DE6933767U
Application number: DE6933767U
Authority: DE
Inventors: Alfred Pitner
Original assignee: Nadella SA
Current assignee: Timken France SAS
Priority date: 1966-11-15
Filing date: 1969-08-27
Publication date: 1969-12-11
Also published as: US3578830A; GB1277927A; FR95734E; ES371270A2; CH522140A; BE737801A

Description

S Patentanwälte

•)p!.-ir_S U-inweber
Dipl.-:= ,.Γ: ^,ermann

München 2, Rosental?]
Tel. 261989 ^

27. Aug. 1389

ALFRED PITNE β, Paris (Frankreich) WADELLA, Rueil-Malmaison (Frankreich)

Spielfreies Nadellager

Die Neuerung betrifft ein Nadellager mit einem dünnen Nadellagerring, in welchem am Umfang um einen Winkel gegeneinander versetzt angeordnete, radial in einer Richtung veformte Bereiche vorgesehen sind, welche gegen ein elastisches Zusatzteil drücken, wodurch diese Bereiche eine Eigenelastizität erhalten und die Nadeln bei ihrem Durchgang in diesen Bereichen eine elastische radiale Verformung entgegengesetzter Richtung bewirken.

In der franz. Patentschrift 1 790 84-8 und ihrem Zusatz 64- 168 wird ein Nadellager beschrieben, bei welchem das zum Rollen der Nadeln zwischen den beiden Laufbahnen vorgesehene Spiel örtlich in mehreren am Umfang vm einen Winkel gegeneinander versetzten Bereichen verrin-

gert ist, was entweder durch entsprechende Bearbeitung einer der Laufbahnen oder durch Verformung des diese Laufbahn tragenden Ringes erreicht wird, indem auf die entsprechenden Bereiche der der Laufbahn entgegengesetzten Fläche des Ringes oder auf das diesen Ring aufnehmende Hohlteil ein Druck ausgeübt wird.

Aus der franz. Patentschrift 1 215 616 und ihrem Zusatz 75 859 ist es ferner bekannt, eine derartige Anordnung mit einer oder mehreren elastischen Auflagepunkten zu erreichen, mit deren Hilfe ein Spiel vom Wert Null oder sogar von einem negativen Wert erzeugt werden kann, indem eine leichte Vorspannung vorgenommen wird. Diese Vorspannung oder die durch gegebenenfalls auftretende Ausdehnungen erzeugte Vorspannung wii-d hierbei durch die Voreinstellung des verwendeten elastischen Organs begrenzt.

Für derartige Nadellager wird in der franz. Patentschrift 1 5o7 26? vorgeschlagen, anstelle des bisher verwendeten dicken Ringes einen dünnen Ring zu verwenden, der durch spanlose Verformung eines Bleches hergestellt wird, dessen Stärke wesentlich kleiner als der Durchmesser der Nadeln isc, und in dem Ring in einer Richtung radial verformte Bereiche vorzusehen, die an einem elastischen Zusatzstück anliegen. Auf diese Weise erhalten diese Bereiche eine Eigenelastizität, so daß die Nadeln bei ihrem Durchgang diese Bereiche in entgegengesetzter radialer Richtung elastisch verformen können, wodurch die Kräfte, welche auf die Nadeln einwirken, gering bleiben. Die Elastizität dieses Ringes in seiner Gesamtheit gestattet ferner, die verformten Bereiche durch radialen

Druck auf die nicht verformten Bereiche zeitweise auseinander svtdrücken, so daß die Montage einer Welle im Inneren des Lagers oder die Montage des Lagers im Inneren einer Bohrung ohne Vorspannung möglich ist.

Ziel der Neuerung ist es, eine verbesserte Ausbildung derartiger Nadellager zu schaffen. Zu diesem Zweck ist das neuerungsgemäBe Nadellager gekennzeichnet durch einen JSadellagerring und einen Zusatzteil, von denen mindestens ein Teil einen veränderlichen Querschnitt aufweist, was bei Einwirkung einer Axialkraft auf das Zusatzteil eine längs des Umfangs sich ändernde, in den entsprechenden Bereichen das Spiel verringernde, radiale Verformung bewirkt, und durch Einrichtungen, . welche das z»usatzteil in der einer bestimmten Ampli-

tude der radialen Verformung entsprechenden axialen

ξ Stellung halten, die mittels eines axial auf das Zu-

ί satzteil einwirkenden Druckorgans einstellbar ist.

'; Einen veränderlichen Querschnitt des Nadellagerringes

!, erhält man durch Änderung der Stärke des zylindrischen

Ringkörpers oder durch abwechselnde Anordnung von rein

; zylindrischen Ringabschnitten und Riugabschnitten, arn

denen radiale Abwinkelungen vorgesehen sind, welche die Steifigkeit des Ringes örtlich erhöhen, so daß die zwischen den mit Abwinkelungen versehenen Abschnitten befindlichen Bereiche stärker radial verformt werden.Die radiale Verformung kann hierbei zweckmäßigerweise durch Verwendung eines Zusatateils erreicht werden, das aus einem zwischen die zylindrische Fläche des Nadellagerringes und die zylindrische Fläche der das Nadellager aufnehmenden Bohrung eingesetzten elastischen Ring besteht. Dieser wird beispielsweise mithilfe eines Ge-'vinderinges axial verformt.

Wenn das Zusatzteil einen veränderlichen Querschnitt aufweist, so besitzt der Nadellagerring einenrein zylindrischen Querschnitt. Hierbei kann das Zusatzteil mehrteilig, beispielsweise zweiteilig, sein und aus einem metallischen Abschnitt, der abwechselnd an dem Nadellagerring' anliegende Bereiche und bezüglich des Nadellagerringes ein gewisses radiales Spiel aufweisende Bereiche besitzt, sowie aus einem Abschnitt aus elastischem Material bestehen, auf das axia3/ein Druck ausgeübt werden kann, welcher eine stellenweise unterschiedliche radiale Verformung des Zusatzteils und damit eine örtliche radiale Verformung des Nadellagerringes bewirkt, so daß die gewünschten Bereiche mit geringem Spiel, mit negativem Spiel oder dem Spiel Null geschaffen werden.

Das Druckorgan zur Erzeugung der radialen Verformung kann in das Nadellager in Form eines Gewinderinges eingebaut sein. Hierbei handelt es sichum ein Nadellager mit verstellbarem Spiel.

Ferner kann das Nadellager auch voreingestellt sein, d.h. kann der Grad der radialen Verformung des Nadellagerringes bei dem Zusammenbau des Nadellagers endgültig festgelegt werden. Hierbei kann der Axialdruck durch eine Presse erzeugt werden, die auf ein axial an dem biegsamen Ring oder Ringabschnitt des Zusatzteils anliegendes Auflagestück einwirkt. Das Zusatzteil ist hierbei auf der dem Nadellagerring entgegengesetzten Seite von einer Buchse umgeben, an welcher das Auflageteil nach Erzeugung der gewünschten radialen Verformung endgültig befestigt wird uad somit einen bleibenden Bestandteil des Nadellagers bildet.

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Weitere Einzelheiten der Neuerung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen,wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Auf dieser Zeichnung zeigen:

Fig. Λ einen Axialschnitt durch ein neuerungsgemäßes Nadellager.

Fig. 2 eine Stirnansicht des Nadellagerringes und des Zusatzteils des auf Fig. 1 dargestellten Nadellagers.

Fig. 3 einen Radialschnitt durch einen rein zylindrischen, von einem Zusatzteil mit veränderlichem Querschnitt umgebenen Nadellagerring.

Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein neuerungsgemäßes Nadellager, wobei die Voreinstellungdes radialen Spiels gezeigt ist.

Fig. 5 einen Axialschnitt durch ein mit einem vollständig metallischen Zusatzteil mit veränderlichem Querschnitt versehenes Nadellager.

Fig. 6 eine Stirnansicht des in dem auf Fig. 5 dargestellten Nadellager verwendeten Zusatzteils (von links gesehen)*

Auf Fig. 1 ist ein Nadellager mit verstellbarem Radialspiel zwischen einer Welle 1 und einer in einem Gehäuse 3 vorgesehenen Bohrung 2 dargestellt. Hierbei soll das Radialspiel in drei am Umfang des Nadellagers voneinander entfernt angeordneten Bereichen A, B und C auf einen festgelegten Wert reduziert werden. Zu diesem Zweck

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ist der aus dünnem Metall bestehende Nadellagerring 4· in den Bereichen A, B und G rein zylindrisch ausgebildet j während er in den Zwischenräumen zwischen den Bereichen A, B und G auf einer Seite jeweils eine radiale, nach außen gerichtete Abwinkelung 6 und auf der anderen Seite jeweils eine radiale, nach innen gerichtete Abwinkelung 7 aufweist. Zwischen der zylindrischen Außenfläche des Nadellagez-ringes 4- und der Bohrung 2 ist ein durchgehender Ring aus einem Elastomer eingesetzt. Er liegt an einer Seite axial an den Abwinkelungen 6 oder an der radialen Fläche 2a der Bohrung 2 an. Auf der anderen Seite wirkt auf diesen Ring 9 ein Gewindering 10 ein, der in die Bohrung 2 eingeschraubt

ist und über eine Verteilungsscheibe 11 gegen den ela-

stischen Ring drückt.

Die axiale Komprimierung des elastischen Rings 9 durch den Gewindering 10 bewirkt eine radiale Kompression des Rings 9j was seinerseits eine radiale Verformung des Nadellagerrings 4· nach innen bewirkt. Diese Wirkung ist in den Bereichen A, B und C, in welchen der Nadellagerring weniger steif ist, höher.

Bei dem auf Fig. 3 dargestellten Nadellager ist der Nadellagerring 14- rein zylindrisch und weist eine konstante Stärke auf. Die örtliche Verformung in den Bereichen A, B und C erhält man mithilfe eines den Nadellagerring 14- umgebenden Zusatzteils "T^ welches aus zwei Teilen besteht. Der eine '^x'eil 16 dieses Zusatzteils besteht aus Metall und erstreckt sich über einen Rogen von etwa 300°; er weist Abschnitte 17 auf, die in den Bereichen B und C am Umfang des Nadellagerrings 14- anliegen und mit Abschnitten 18 abwechseln, die gegenüber den Nadellagerring 14- ein radiales Spiel auf v/eis en. Der andere Teil 19 des Zusatzteils 15 erstreckt sich über einen Bogen von etwa

ρ 60° und liegt in dem Bereich A am Nadellagerring 14 an;

er besteht aus einem elastischen Material, beispielsweise demselben wie der auf Fig., 1 dargestellte Ring 9·

f Bei dem mit den auf Fig. 3 dargestellten Bauteilen aus-

gestatteten Nadellager wirkt auf das aus elastischem

f Material bestehende Teil 19 wie bei dem auf Fig. 1 dar-

gestellten Nadellager ein Gewindering 10 ein, der die-εes Teil 19 axial komprimiert und dadurch eine radiale Kompression der Abschnitte 17 des Zusatzteils 15 und des Teils 19 selbst bewirkt, wodurch das Spiel in den Berei-

[ chen A, B und C äss Nadellagers 10 verringert wird.

Fig. 4- zeigt den auf Fig. 3 dargestellten Baukörper in einer Vorrichtung zur Herstellung eines Nadellagers mit

t voreingestelltem Spiel. Hierbei befindet sich der auf

Fig. 3 dargestellte Baukörper 14-, 15 i-i einer äußeren Buchse 21, die sich in der Bohrung eines harten Ringes ?.2 mit genau bestimmtem Durchmesser befindet, welcher einen Teil des V/erkezeugs zur Montage des Nadellagers darstellt. Das aus elastischem Material bestehende Teil 19 des Zusatzteils 15 wird mithilfe eines kolbenartig im Inneren der Buchse ?1 montierten Druckstücks 23 mittels einer Presse axial komprimiert, deren Druckdorn 24- auf Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Ins I¹- -ere des Nadellagers wird ein zylindrisches Kaliber 26 eingeschoben. Wenn die axiale Kompression, die an den festgelegten Bereichen A, B und G die gewünschte radiale Verformung erzeugt, erreicht ist, werden die Buchse 21 und das Druckstück 27 mit geeigneten Mitteln, beispielsweise einer Schweissung 25, aneinander befestigt, so daß auf das Nadellager endgültig eine radiale Verformung von vorbestimmter Amplitude einwirkt.

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Bei dem auf Jig. 5 dargestellten Nadellager mit verstellbarem Spiel besteht der Nadellagerring ebenfalls aus einem zylindrischen Ring 14 und das Zusatzteil 28 besteht aus einem Ring mit einer zylindrischen Innenfläche 29j die an dem Ring 14 anliegt, und einer Aussenf lache 31, die im wesentlichen eine der konischen Form 32 der das Nadellager aufnehmenden Bohrung 2 entsprechende konische Form aufweist. Auf dem Umfang des Zusatzteils 28 wechseln sich in den Bereichen A, B und C voig^sehene volle Abschnitte 33 mit ausgesparten Abschnitten 34 ab. Um den vollen Abschnitten 33 eine gewisse radiale Elastizität zu verleihen, sind ihre Ränder bei 33a radial nach außen abgewinkelt, so daß das Zusatzteil ausschließelich an den Rändern 33a an der konischen Fläche der Bohrung anliegt. Das Zusatzstück 28 besitzt ferner einen radialen Flansch 36, gegen wel chen ein Gewindering 37 drückt.

Der Gewindering 37 übt auf den Flansch 36 einen Axialschub aus, wodurch es zu einer radialen Verformung kommt, die bei den vollen Abschnitten 33 d-ie größte Amplitude hat.

Das Zusatzteil 28 wird zweckmäßigerweise durch Rollen eines gestanzten Bandes und durch Aneinanderschweißen der Stoßkanten 38 dieses Bandes hergestellt*

Durch Verwendung der in den frana. Patentschriften 1 115 473 und 1 164 o49 beschriebenen Einrichtungen kann eine in axialer Richtung veränderliche Verformung des Nadellagerringes in den Bereichen A, B und C erreicht werden, so daß die entsprechende Rollbahn eine konvexe Form erhält.

Claims

-9-Schutzansprüche ;

1. Nadellager mit einem dünnen Nadellagerring, in welchem am Umfang um einen Winkel gegeneinander versetzt angeordnete, radial in einer Richtung verformte Bereiche vorgesehen sind, welche gegen eirvelastisches Zusatzteil drücken, wodurch diese Bereiche eine Eigenelastizität erhalten und die Nadeln bei ihrem Durchgang in diesen Bereichen eine elastische, radiale Verformung entgegengesetzter Richtung bewirken, gekennzeichnet durch einen Nadellagerring (4-, 14·) und ein Zusatzteil (9, 15, 34), von denen mindestens ein Teil einen veränderlichen Querschnitt aufweist, was bei Einwirkung einer Axialkraft auf das Zusatzteil eine längs des Umfangs sich ändernde, in den entsprechenden Bereichen (A, B, C) das Spiel verringernde, radiale Verformung be

wirkt, und durch Einrichtungen (10, 23, 37)» welche das Zusatzteil in der einer bestimmten Amplitude der radialen Verformung entsprechenden axialen Stellung

halten, die mittels eines axial auf das Zusatztei?. einwirkenden Druckorgans einstellbar ist.

2. Nadellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Querschnitt des Nadellagerringes durch Änderung der Stärke des zylindrischen Ringkörpers erreicht ist.

p. Nadellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einen veränderlichen Querschnitt aufweisende Nadellagerring (4) rein zylindrische Ringabschnitte sowie Ringabschnitte aufweist, an denen stellenweise die Steifigkeit des Nadellagerringes erhöhende,radiale Abwinkelungen (6, 7) vorgesehen sind, wodurch die zwischen den mit den Abwinkelungen versehenen Abschnitte befindlichen Bereiche (A, B, G) stärker radial verformbar sind.

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4. Nadellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, |. dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzteil

aus einem durchlaufenden Ring (9) aus elastischem Materi-

f al besteht.

5. Nadellager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das axial auf den aus elastischem Material bestehenden Ring (9) einwirkende Druckorgan aus einem in die das Nadellager aufnehmende Bohrung (2) ein- | geschraubten Gewindering (ΊΟ) besteht. I

6. Nadellager nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß das Zusatzteil (15) einen veränderlichen Querschnitt aufweist und aus zwei Teilen besteht, einem metallischen Teil (15), der abwechselnd an dem Nadellagerring (14) anliegende Abschnitte (17) und gegenüber diesem Nadellagerring ein gewissem radiales Spiel auf v/eisende Abschnitte (18) enthält, und einem aus ela-Etischem Material bestehenden Teil (19), auf das ein eine unterschiedliche radiale Verformung des Zusatzteils und damit örtliche radiale Verformungen des Nadellagerrings bewirkender axialer Druck ausgeübt werden kann, der somit die gewünscht3n Bereiche (A, B, C) mit geringem Spiel, negativem Spiel oder dem Spiel Null erzeugt.

7ο Nadellager nach Anspruch 6,dadurch gekenn- m zeichnet, daß das Druckorgan (24) einen Teil ei- I ner Presse darstellt, die zum Zeitpunkt der Montage einmalig auf das Zusatzteil (15) über ein Auflageteil (23) einwirkt, welches in der die gewünschte radiale Verformung des Hadellagerringes (14) erzeugenden Stellung endgültig blockiert ist.

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8. Nadellager nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß sich das Zusatzteil (15) in einer Buchse (21) befindet, an welcher das Auflageteil (23) in der die gewünschte radiale Verformung des Nadellagerringes (14) erzeugenden Stellung befestigt ist.

9. Nadellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzteil aus einem Ring (28) besteht, der eine an dem Nadellagerring (14·) anliegende zylindrische Flache (29) und eine der konischen Form der das Nadellager aufnehmenden Bohrung (32) entsprechende, im wesentlichen konische Fläche (31) besitzt und längs seines Umfangs abwechselnd volle, in den Bereichen (A, B, C) vorgesehene Abschnitte (33) und ausgesparte Abschnitte (34-) auf v/eist, wobei die Elastizität der vollen Abschnitte (33) durch radiales Abwinkein ihrer Ränder (33a) erreicht ist, die als einzige an der konischen Fläche (32) der Bohrung anliegen.