DE102005027486B4

DE102005027486B4 - Radial-Nadellager, insbesondere Nadelhülse

Info

Publication number: DE102005027486B4
Application number: DE200510027486
Authority: DE
Inventors: Matthias Fick; Dipl.-Ing. Frank (FH) Straub; Ekrem Akyol
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2025-06-16
Also published as: DE102005027486A1

Abstract

Radial-Nadellager, insbesondere Nadelhülse (1), im Wesentlichen bestehend aus einem in eine Aufnahmebohrung (2) eines Gehäuses (3) einsetzbaren, gegen axiales Verschieben gesicherten, spanlos geformten dünnwandigen äußeren Lagerring (4), der an seinen Axialseiten zwei radial nach innen gerichtete Borde (5, 6) aufweist, sowie aus einem von diesen Borden (5, 6) im äußeren Lagerring (4) gehaltenen Nadelkranz (7), der durch einen Nadelkäfig (8) und eine Vielzahl in diesem in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen geführten Lagernadeln (9) gebildet wird, die auf von der Innenmantelfläche (10) des äußeren Lagerrings (4) und von der Außenmantelfläche einer zu lagernden Welle gebildeten Laufbahnen abrollen, dadurch gekennzeichnet, dass an die Umfangsfläche (11) des äußeren Lagerrings (4) eine im Laufbahnbereich der Lagernadeln (9) aber außerhalb deren Lastzone angeordnete, radial hervorstehende Haltenase (12) ohne Unterbrechung des Materialzusammenhangs angeformt ist und beidseitig in Umfangsrichtung neben der Haltenase (12) durchgehende Freistanzungen (13) angeordnet sind, durch welche die Haltenase (12) in eine zugehörige Ausnehmung...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Radial-Nadellager nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, und sie ist insbesondere vorteilhaft an zur Lagerung der Zentralwelle in Automatikgetrieben von Kraftfahrzeugen eingesetzten Nadelhülsen realisierbar.
Hintergrund der Erfindung
In der Wälzlagertechnik ist es allgemein bekannt, dass Nadelhülsen diejenige Bauform von Nadellagern sind, welche die kleinste radiale Bauhöhe aufweisen und besonders raumsparende und montagefreundliche Lagerungen mit hoher radialer Tragfähigkeit ermöglichen. Derartige Nadelhülsen sind beispielsweise aus dem Fachbuch Albert/Köttrich „Wälzlager”, Springer-Verlag Wien, New York, 1987, Seite 29, bekannt und bestehen im Wesentlichen aus einem in eine Gehäusebohrung einsetzbaren, spanlos geformten dünnwandigen äußeren Lagerring, der an seinen Axialseiten zwei radial nach innen gerichtete Borde aufweist, sowie aus einem von diesen Borden im äußeren Lagerring gehaltenen Nadelkranz, der durch einen Nadelkäfig und eine Vielzahl in diesem in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen geführten Lagernadeln gebildet wird, wobei die Lagernadeln an der als Laufbahn ausgebildeten Innenmantelfläche des äußeren Lagerrings und an der ebenfalls als Laufbahn ausgebildeten Außenmantelfläche der zu lagernden Welle abrollen.
Dem Fachmann ist desweiteren bekannt, dass solche Nadelhülsen zumeist durch aufwändige Maßnahmen in der Gehäusebohrung fixiert werden müssen und erst durch Festsitz in der Gehäusebohrung ihre endgültige runde Form erhalten, so dass sie in der Regel mit Überdeckung in die Gehäusebohrung einzupressen sind. Hierbei besteht die Gefahr, dass bei zu geringer Überdeckung der erforderliche Festsitz nicht erreicht wird, d. h., die Nadelhülsen wandern in axialer Richtung aus der Gehäusebohrung heraus. Ist im Gegensatz die Überdeckung zu groß gewählt, besteht die Gefahr, dass die Nadelhülse beim Einpressen in die Gehäusebohrung deren Form verändert, so dass die erforderliche Rundheit nicht gegeben ist. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Nadelhülse in eine weiche Umgebungskonstruktion, beispielsweise in ein Gehäuse aus Aluminium, eingesetzt wird.
Um ein Herauswandern der Nadelhülse aus der Gehäusebohrung zu verhindern, ist es deshalb eine bekannte Maßnahme, deren äußeren Lagerring mit einer umlaufenden Rändelung zur Reibungserhöhung zu versehen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass zur Herstellung der Rändelung ein zusätzlicher aufwändiger Arbeitsgang erforderlich ist und dass durch die Rändelung eine ungleichmäßige Wanddicke und damit ein nicht definierter Hüllkreis realisiert ist, der sich wiederum auf die zu erzielende Rundheit negativ auswirkt.
In der DE 42 38 147 C2 ist darüber hinaus ein Nadellager beschrieben, dessen Außenhülse am Außenumfang federnde Rastzungen aufweist, die zum Festkrallen in der Aufnahmebohrung dienen sollen. Einerseits bedingen derartig federnd ausgebildete Rastzungen einen erhöhten Fertigungsaufwand durch Ausstanzen und durch Biegen und andererseits besteht die Gefahr, dass diese beim Einpressen bzw. bei Auftreten einer hohen axialen Belastung abscheren.
Aus der FR 2 469 609 A1 ist schließlich noch eine Nadelhülse bekannt, welche zur Sicherung gegen axiales Verschieben eine an die Umfangsfläche des äußeren Lagerrings angeformte Haltenase aufweist, die in eine zugehörige Ausnehmung in der Gehäusebohrung eingreift. Diese außerhalb des Laufbahnbereiches der Lagernadeln angeordnete Haltenase ist jedoch so steif und scharfkantig ausgebildet, dass es beim Einpressen der Nadelhülse in eine weiche Gehäusebohrung zu einer vor allem im Getriebebau unerwünschten Spanbildung kommt.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den Nachteilen des bekanntes Standes der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Radial-Nadellager, insbesondere Nadelhülse, zu konzipieren, das mit einer wirkungsvollen und kostengünstig herstellbaren Sicherung gegen axiales Verschieben ausgebildet ist.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Radial-Nadellager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass an die Umfangsfläche des äußeren Lagerrings eine im Laufbahnbereich der Lagernadeln aber außerhalb deren Lastzone angeordnete, radial hervorstehende Haltenase ohne Unterbrechung des Materialzusammenhangs angeformt ist und beidseitig in Umfangsrichtung neben der Haltenase durchgehende Freistanzungen angeordnet sind, durch welche die Haltenase in eine zugehörige Ausnehmung im Gehäuse elastisch einschnappbar ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäß ausgebildeten Radial-Nadellagers werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Radial-Nadellager vorgesehen, dass die Haltenase in Montagerichtung einen abfallenden Verlauf aufweist. Dadurch ist sichergestellt, dass beim Einschieben des Hülsenlagers in die Aufnahmebohrung das elastische Einfedern der Haltenase allmählich erfolgen kann.
Gemäß Anspruch 3 zeichnet sich das erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlager darüber hinaus noch dadurch aus, dass die Haltenase durch einen Prägevorgang hergestellt ist. Durch Anwendung dieses Fertigungsverfahrens ist sichergestellt, dass die Sicherung gegen axiales Verschieben kostengünstig herstellbar ist.
Alles in allem weist das erfindungsgemäß ausgebildete Radial-Nadellager somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Nadellagern den Vorteil auf, dass sich die Haltenase durch einen zusätzlichen Prägevorgang am äußeren Lagerring in einfacher Weise anbringen lässt. Durch den nicht unterbrochenen Materialzusammenhang zwischen dem äußerem Lagerring und der Haltenase ist sichergestellt, dass deren Bruch, insbesondere bei hoher Axialbelastung, ausgeschlossen ist. Es ist auch von Vorteil, dass Haltenase und Gehäusebohrung in ihren Größenverhältnissen so abgestimmt sind, dass diese beim Einpressen in die Gehäusebohrung sich im elastischen Bereich verformt, das bedeutet, dass die Haltenase nach dem Erreichen der in der Gehäusebohrung eingebrachten Ausnehmung wieder auffedern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Radial-Nadellagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Sprengdarstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Nadelhülse;
2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäß ausgebildeten Nadelhülse, teilweise geschnitten;
3 eine vergrößerte Darstellung eines Querschnittes einer in ein Gehäuse eingesetzten erfindungsgemäßen Nadelhülse.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die in den 1 bis 3 dargestellte Nadelhülse 1 besteht aus dem spanlos geformten dünnwandigen äußeren Lagerring 4, der an beiden Axialseiten mit den radial nach innen gerichteten Borden 5 und 6 versehen ist. Durch diese Borde wird der aus dem Nadelkäfig 8 und den Lagernadeln 9 gebildete Nadelkranz 7 im äußeren Lagerring 4 gehalten, wobei die Laufbahnen der Lagernadeln 9 einerseits durch die Innenmantelfläche 10 des äußeren Lagerringes 4 und andererseits durch die zu lagernde, nicht dargestellte Welle gebildet werden.
Wie die genannten Figuren weiter zeigen, ist an die Umfangsfläche 11 des äußeren Lagerrings 4 eine Haltenase 12 angeformt, die in radialer Richtung nach außen vorsteht und in Montagerichtung dachartig abfallend ausgebildet ist. Diese Haltenase 12 wird durch einen Prägevorgang derart hergestellt, dass zwischen ihr und dem äußeren Lagerring 4 ein nicht unterbrochener Materialzusammenhang besteht. Mit anderen Worten, durch den Prägevorgang wird eine bleibende Materialverschiebung im plastischen Bereich derart realisiert, dass der radial vorstehenden Haltenase 12 ein radial innenliegender Hohlraum zugeordnet ist, dessen Volumen gleich dem der Haltenase 12 ist.
Die 2 und 3 lassen weiter erkennen, dass die Haltenase 12 im Laufbahnbereich der Lagernadeln 9 aber nicht in deren Lastzone angeordnet ist. Darüber hinaus weist die gezeigte Nadelhülse 1 noch beidseitig in Umfangsrichtung neben der Haltenase 12 angeordnete Freistanzungen 13 auf. Diese sind durchgängig und beeinflussen durch die Materialschwächung die Federkennlinie des äußeren Lagerringes 4, so dass das elastische Einfedern der Haltenase 12 in die Aufnahmebohrung 2 des Gehäuses 3 erleichtert ist.
In 3 ist schließlich die in der Aufnahmebohrung 2 des Gehäuses 3 angeordnete Nadelhülse 1 gezeigt, wobei die Montagerichtung durch den eingezeichneten Pfeil angedeutet ist. Zunächst wird der äußere Lagerring 4 einschließlich des Nadelkranzes 7 beginnend mit seinem Bord 2 in die Aufnahmebohrung 2 eingeführt. Dies erfolgt bereits mit Überdeckung, das bedeutet, der äußere Durchmesser des äußeren Lagerringes 4 ist geringfügig größer als der Durchmesser der Aufnahmebohrung 2. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Nadelhülse 1 durch das Einpressen in die Aufnahmebohrung 2 ihre endgültige runde Form einnimmt. Dies verlangt wiederum, dass an die Aufnahmebohrung 2 des Gehäuses 3 hinsichtlich Rundheit hohe Anforderungen gestellt sind.
Wie 3 weiter erkennen lässt, wird nach Erreichen der Aufnahmebohrung 2 die dachartig ausgestaltete Haltenase 12 im elastischen Bereich solange zusammengepresst, bis sie die Ausnehmung 14 im Gehäuse 3 erreicht. Hat sie diese linksseitig vollständig passiert, so wird die Haltenase 12 radial wieder auffedern, so dass auch bei starken axialen Verschiebekräften ein Herauswandern der Nadelhülse 1 aus der Aufnahmebohrung 2 durch Anlage der Haltenase 12 an der Seitenwandung der Ausnehmung 14 verhindert ist.
Bezugszeichenliste

1: Nadelhülse
2: Aufnahmebohrung
3: Gehäuse
4: äußerer Lagerring
5: Bord an 4
6: Bord an 4
7: Nadelkranz
8: Nadelkäfig
9: Lagernadeln
10: Innenmantelfläche von 4
11: Umfangsfläche von 4
12: Haltenase an 11
13: Freistanzungen neben 11
14: Ausnehmung in 3

Claims

Radial-Nadellager, insbesondere Nadelhülse (1), im Wesentlichen bestehend aus einem in eine Aufnahmebohrung (2) eines Gehäuses (3) einsetzbaren, gegen axiales Verschieben gesicherten, spanlos geformten dünnwandigen äußeren Lagerring (4), der an seinen Axialseiten zwei radial nach innen gerichtete Borde (5, 6) aufweist, sowie aus einem von diesen Borden (5, 6) im äußeren Lagerring (4) gehaltenen Nadelkranz (7), der durch einen Nadelkäfig (8) und eine Vielzahl in diesem in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen geführten Lagernadeln (9) gebildet wird, die auf von der Innenmantelfläche (10) des äußeren Lagerrings (4) und von der Außenmantelfläche einer zu lagernden Welle gebildeten Laufbahnen abrollen, dadurch gekennzeichnet, dass an die Umfangsfläche (11) des äußeren Lagerrings (4) eine im Laufbahnbereich der Lagernadeln (9) aber außerhalb deren Lastzone angeordnete, radial hervorstehende Haltenase (12) ohne Unterbrechung des Materialzusammenhangs angeformt ist und beidseitig in Umfangsrichtung neben der Haltenase (12) durchgehende Freistanzungen (13) angeordnet sind, durch welche die Haltenase (12) in eine zugehörige Ausnehmung (14) im Gehäuse (3) elastisch einschnappbar ist.
Radial-Nadellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenase (12) in Montagerichtung einen dachartig abfallenden Verlauf aufweist.
Radial-Nadellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenase (12) durch einen Prägevorgang hergestellt ist.