DE19619712B4

DE19619712B4 - Käfig für Nadellager

Info

Publication number: DE19619712B4
Application number: DE19619712A
Authority: DE
Inventors: Izumi Fukuroi Ohashi; Atsushi Fukuroi Yamashita
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2016-05-16
Also published as: US5647674A; JPH08312650A; DE19619712A1; JP3609487B2

Abstract

Käfig für ein Nadelrollenlager mit:
einem Paar gegenüberliegender kreisringförmiger Abschnitte (1), einer Mehrzahl von Querstangenabschnitten (2), die sich zwischen den kreisringförmigen Abschnitten (1) erstrecken und auf dem Umfang in gleichen Abständen angeordnet sind,
einer Mehrzahl von Taschen (4) zur Aufnahme von Nadelrollen (3), die jeweils zwischen benachbarten Querstangen (2) ausgebildet sind,
Außendurchmesserklauen (7) und Innendurchmesserklauen (8), die an den Querstangenabschnitten (2) ausgebildet sind, um die Nadelrollen (3) in den Taschen (4) zu halten,
wobei jeder Querstangenabschnitt (2) einen abgestuften Abschnitt (11) aufweist, gekennzeichnet durch
Vorsprünge (16), die an dem abgestuften Abschnitt (11) ausgebildet sind,
wobei an einem Paar erster Vorsprünge (16) jeweils die Außendurchmesserklauen (7) durch Ziehen radial nach Außen ausgebildet sind und an einem ein Paar zweiter Vorsprünge (16) jeweils Innendurchmesserklauen (8) durch Ziehen radial nach Innen ausgebildet sind, und die Vorsprünge (16) jeweils mit einer Rollenführungsfläche durch Ziehen ausgebildet sind, wobei die...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Käfig für ein Nadellager gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Käfig für ein Nadelrollenlager ist aus der US 3,494,684 bekannt. Bei diesem Käfig sind jeweils abgestufte Abschnitte an den Querstangenabschnitten ausgebildet, wobei die jeweiligen Klauen an dem abgestuften Abschnitt vorgesehen sind. Diese Klauen sind an den jeweiligen Führungsflächen korrespondierend zu gestanzten bzw. gezogenen Nuten ausgebildet.

9 zeigt einen konventionellen Außendurchmesser-Führungskäfig für ein Nadellager. Er weist gegenüberliegende, kreisringförmige Abschnitte 1 und mehrere einstückig damit ausgebildete Querstangenabschnitte 2 auf, die zwischen den kreisringförmigen Abschnitten 1 verlaufen und auf dem Umfang in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind. Nadelrollen 3 sind in Taschen 4 aufgenommen, die zwischen den benachbarten Querstangen 2 ausgebildet sind. Beide Seiten der Querstangen 2 dienen als Führungsoberflächen 5.

Die Außenoberflächen der kreisringförmigen Abschnitte 1 und der Querstangenabschnitte 2 weisen dieselbe Höhe (oder denselben Radius) auf, und bilden Außendurchmesser-Führungsoberflächen 6 für den Käfig selbst.

Jede Querstange ist mit zwei Paaren von Außendurchmesserklauen 7 an ihrer Außenumfangsoberflache versehen, wobei die Klauen jedes Paares in Längsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind, und von jeder Führungsoberfläche 5 in die Tasche 4 vorspringen. Vier Paare von Innendurchmesserklauen 8, die ähnlich wie die Klauen 7 ausgebildet sind, sind in dem Innenumfang jeder Querstange 2 in der Nähe von deren beiden Enden vorgesehen.

Die Nadelrollen 3 werden in die Taschen 4 dadurch eingeschnappt, daß die Querstangen 2 elastisch verformt werden, und die Nadelrollen 3 werden in den Taschen durch die Außendurchmesserklauen 7 und die Innendurchmesserklauen 8 festgehalten.

Die Klauen 7 und 8 werden durch teilweises Bördeln, Formen oder Ziehen der Querstangen 2 ausgebildet.

Ein Nadellager, welches einen derartigen Käfig aufweist, wird zwischen zwei sich in bezug aufeinander drehenden Teilen angeordnet, so daß seine Außendurchmesser-Führungsoberflächen 6 durch das Äußere der beiden sich in bezug aufeinander drehenden Teile geführt werden.

Im Falle eines Innendurchmesser-Führungskäfigs werden die Innenumfangsoberflachen der kreisringförmigen Abschnitte 1 und die Querstangenabschnitte 2 als Innendurchmesser-Führungsoberflächen verwendet, die durch das innere Drehteil geführt werden.

Die Außendurchmesserklauen und die Innendurchmesserklauen springen von beiden Seiten jeder Querstange in der Nähe von deren Außendurchmesser- und Innendurchmesseroberflächen vor. Bei einem Außendurchmesser-Führungskäfig neigen die Außendurchmesserklauen dazu, einen Schmierölfilm zu unterbrechen, der zwischen dem Käfig und dem hieran angepaßten Teil ausgebildet wird, und bei einem Innendurchmesser-Führungskäfig neigen die Innendurchmesserklauen dazu, einen Ölfilm zu unterbrechen. Wenn Rollen mit an sie angepaßten Teilen an Abschnitten in Berührung gebracht werden, in welchen Ölfilme durch die inneren oder äußeren Klauen unterbrochen werden, kann bei den Rollen an den Berührungsabschnitten eine Abschälung auftreten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Käfig für ein Nadelrollenlager der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei der Käfig einen zuverlässigen Betrieb und eine hohe Lebensdauer des jeweiligen Nadelrollenlagers ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Käfig für ein Nadelrollenlager mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Nachfolgend wird die technische Lehre der vorliegenden Erfindung anhand verschiedener Vergleichsbeispiele und einer Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht eines ersten Vergleichsbeispieles;
2A eine teilweise geschnittene Ansicht von 1;
2B eine Schnittansicht entlang der Linie 1a-1a von 2A;
2C eine entsprechende Aufsicht;
3 eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht eines zweiten Vergleichsbeispieles;
4 eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht eines dritten Vergleichsbeispieles;
5A eine teilweise geschnittene Ansicht von 5;
5B eine Schnittansicht entlang der Linie 1a-1a von 5A;
5C eine entsprechende Aufsicht;
6 eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht eines vierten Vergleichsbeispieles;
7 eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht einer Ausführungsform der Erfindung;
8A eine teilweise geschnittene Ansicht von 7;
8B eine Schnittansicht entlang der Linie 8a-8a von 8A;
8C eine entsprechende Aufsicht; und
9 eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht eines konventionellen Käfigs.
Sowohl der Käfig des in den 1 und 2 dargestellten ersten Vergleichsbeispieles als auch der Käfig des in 3 gezeigten zweiten Vergleichsbeispieles werden dadurch hergestellt, daß ein Streifen aus Stahl gestanzt und die gestanzten Teile zu einem Zylinder ausgeformt werden. Bei dem ersten Vergleichsbeispiele handelt es sich um den Außendurchmesser-Führungstyp, dagegen bei dem zweiten Vergleichsbeispiele um den Innendurchmesser-Führungstyp.
Der Käfig bei des ersten Vergleichsbeispieles weist gegenüberliegende kreisringförmige Abschnitte 1 und mehrere einstückige Querstangenabschnitte 2 auf, die sich zwischen den kreisringförmigen Abschnitten 1 erstrecken und auf dem Umfang in gleichen Abständen angeordnet sind. Nadelrollen 3 sind in Taschen 4 aufgenommen, die zwischen den benachbarten Querstangen 2 ausgebildet sind. Beide Seiten der Querstangen 2 dienen als Rollenführungsoberflächen 5.
Ein Paar von Außendurchmesser-Führungsoberflächen 6, die denselben Durchmesser aufweisen, werden durch die Außenumfangsoberflächen der kreisringförmigen Abschnitte 1 und beide Enden der Querstangen 2 ausgebildet. Jede Querstange 2 ist darüber hinaus mit radial nach innen ausgenommenen, abgestuften Abschnitten 11 innerhalb der Außendurchmesser-Führungsoberflächen 6 versehen, und mit einer Ausnehmung 9 zwischen den abgestuften Abschnitten 11.
Außendurchmesserklauen 7 sind entlang beider äußerer Seitenkanten der abgestuften Abschnitte 11 so vorgesehen, daß sie von den Rollenführungsoberflächen 5 aus vorspringen, durch Einsatz eines Bördelwerkzeugs.
Entsprechend werden Innendurchmesserklauen 8, die von den Rollenführungsobertlächen 5 vorspringen, entlang beider innerer Seitenkanten der abgestuften Abschnitte 11 ausgebildet, durch Einsatz eines Bördelwerkzeugs.
Die Nadelrollen 3 werden in den Taschen 4 durch die Außendurchmesserklauen 7 und die Innendurchmesserklauen 8 festgehalten, die von den Rollenführungsoberflächen 5 auf beiden Seiten der Taschen 4 vorspringen.
Das Rollenlager, das diesen Käfig aufweist, wird durch seine Außendurchmesser-Führungsoberflächen 6 geführt. Die Außendurchmesserklauen 7, die in den abgestuften Abschnitten 11 vorgesehen sind, sind gegenüber dem abgestuften Abschnitt 11 um denselben Betrag zurückgezogen angeordnet wie die abgestuften Abschnitte 11 gegenüber den Außendurchmesser-Führungsoberflächen 6. Daher können sie einen Ölfilm nicht unterbrechen.
Der Käfig des in 3 gezeigten, zweiten Vergleichsbeispieles weist Innendurchmesser-Führungsoberflächen 14 auf den Innenumfangsoberflächen der kreisringförmigen Abschnitte 1 und der Querstangen 2 auf. Darüber hinaus ist jede Querstange 2 mit einem Paar radial nach außen ausgenommener, abgestufter Abschnitte 11' in ihrem Innenumfang nahe den kreisringförmigen Abschnitten 1 versehen. Innendurchmesserklauen 8 und Außendurchmesserklauen 7 entsprechend denen des ersten Vergleichsbeispieles sind entlang beiden Innenseitenkanten und beiden Außenseitenkanten der abgestuften Abschnitte 11' vorgesehen.
Die Nadelrollen 3 werden in den Taschen 4 durch die Außendurchmesserklauen 7 und die Innendurchmesserklauen 8 gehalten, die von den Rollenführungsoberflächen 5 auf beiden Seiten der Taschen 4 aus vorspringen.
Das Nadellager, das diesen Käfig aufweist, wird durch seine Innendurchmesser-Führungsoberflächen 14 geführt. Die Innendurchmesserklauen 8, die in den abgestuften Abschnitten 11' vorgesehen sind, sind gegenüber dem abgestuften Abschnitt 11' im selben Ausmaß zurückgezogen angeordnet wie die abgestuften Abschnitte 11' gegenüber den Innendurchmesser-Führungsoberflächen 14. Daher können sie einen Ölfilm nicht unterbrechen.
Die Käfige des in den 4 und 5 gezeigten, dritten Vergleichsbeispieles und des in 6 dargestellten vierten Vergleichsbeispieles sind einstückig aus einer Sinterlegierung ausgeformt. Das dritte Vergleichsbeispiele stellt den Außendurchmesser-Führungstyp dar. Das vierte Vergleichsbeispiele ist der Innendurchmesser-Führungstyp.
Ähnlich wie bei den voranstehend geschilderten Vergleichsbeispielen weist der Käfig gemäß dem dritten Vergleichsbeispiele mehrere Querstangen 2 auf, die auf dem Umfang in gleichen Abständen zwischen den beiden kreisringförmigen Abschnitten 1 angeordnet sind.
Bei diesem Vergleichsbeispiele werden die Außenumfangsoberflachen der kreisringförmigen Abschnitte 1 als die Außendurchmesser-Führungsoberflächen 6 verwendet. Jede Querstange 2 weist radial nach innen ausgenommene, abgestufte Abschnitte 11 an beiden Enden auf, sowie einen mittleren Abschnitt 15, der gegenüber den abgestuften Abschnitten 11 an beiden Seiten stärker ausgenommen ausgebildet ist.
Außendurchmesserklauen 7 ragen in die Taschen 4 von den Rollenführungsoberflächen 5 an deren Abschnitten hinein, in welchen die abgestuften Abschnitte 11 ausgebildet sind.
Innendurchmesserklauen 8 springen in die Taschen 4 von den Rollenführungsoberflächen 5 des mittleren Abschnitts 15 jeder Querstange 2 hinein. Wie aus 5B hervorgeht, werden die Nadelrollen 3 in den Taschen dadurch festgehalten, daß sie auf den Innendurchmesserrändern der Außendurchmesserklauen 7 und den Außendurchmesserrändern der Innendurchmesserklauen 8 gehaltert werden. Die Außendurchmesserklauen 7 sind gegenüber den Außendurchmesser-Führungsoberflächen 6 um dasselbe Ausmaß zurückgezogen ausgebildet wie die abgestuften Abschnitte 11 gegenüber den Außendurchmesser-Führungsoberflächen 6.
Bei dem in 6 gezeigten, vierten Vergleichsbeispiele werden die Innendurchmesser-Führungsoberflächen 14 durch die Innendurchmesseroberflächen der kreisringförmigen Abschnitte 1 und einen Teil der Innendurchmesseroberflächen der mittleren Abschnitte 15 gebildet. Jeder mittlere Abschnitt 15 weist einen abgestuften Abschnitt 11' auf, der bei den Innendurchmesserklauen 8 vorgesehen ist.
Die Innendurchmesserklauen 8 sind radial nach außen um denselben Betrag zurückgezogen ausgebildet wie die abgestuften Abschnitte 11' gegenüber den Oberflächen 14. Daher unterbrechen sie niemals Ölfilme.
Die 7 und 8 zeigen einen Käfig gemäß einer Ausführungsform mit der Kombination der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Der in den 7 und 8 gezeigte Käfig wird durch Stanzen eines Stahlblechstreifens und Walzen des gestanzten Teils zu einer Zylinderform ausgebildet. Hierbei handelt es sich um einen Außendurchmesser-Führungstypkäfig. Vier Vorsprünge 16 sind auf den Rollenführungsoberflächen 5 jeder Querstange 2 vorgesehen. Zwei von den vier Vorsprüngen 16 nahe den kreisringförmigen Abschnitten 1 werden radial nach außen gezogen, um die Außendurchmesserklauen 7 auszubilden. Die beiden anderen zwei Vorsprünge 16 werden radial nach innen gezogen, um die Innendurchmesserklauen 8 auszubilden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Außendurchmesseroberflächen der kreisringförmigen Abschnitte 1 als die Außendurchmesser-Führungsoberflächen 6 verwendet. Jede Querstange 2 ist mit abgestuften Abschnitten 11 innerhalb der Außendurchmesser-Führungsoberflächen 6 versehen. Die Außendurchmesserklauen 7 sind auf den Rollenführungsoberflächen 5 der abgestuften Abschnitte 11 angeordnet.
Die Außendurchmesserklauen 7 sind gegenüber den Außendurchmesser-Führungsoberflachen 6 um dasselbe Ausmaß zurückgezogen ausgebildet wie die abgestuften Abschnitte 11 in bezug auf die Führungsoberflächen 6. Daher unterbrechen sie niemals Ölfilme.

Claims

Käfig für ein Nadelrollenlager mit: einem Paar gegenüberliegender kreisringförmiger Abschnitte (1), einer Mehrzahl von Querstangenabschnitten (2), die sich zwischen den kreisringförmigen Abschnitten (1) erstrecken und auf dem Umfang in gleichen Abständen angeordnet sind, einer Mehrzahl von Taschen (4) zur Aufnahme von Nadelrollen (3), die jeweils zwischen benachbarten Querstangen (2) ausgebildet sind, Außendurchmesserklauen (7) und Innendurchmesserklauen (8), die an den Querstangenabschnitten (2) ausgebildet sind, um die Nadelrollen (3) in den Taschen (4) zu halten, wobei jeder Querstangenabschnitt (2) einen abgestuften Abschnitt (11) aufweist, gekennzeichnet durch Vorsprünge (16), die an dem abgestuften Abschnitt (11) ausgebildet sind, wobei an einem Paar erster Vorsprünge (16) jeweils die Außendurchmesserklauen (7) durch Ziehen radial nach Außen ausgebildet sind und an einem ein Paar zweiter Vorsprünge (16) jeweils Innendurchmesserklauen (8) durch Ziehen radial nach Innen ausgebildet sind, und die Vorsprünge (16) jeweils mit einer Rollenführungsfläche durch Ziehen ausgebildet sind, wobei die ersten Vorsprünge (16) jeweils benachbart zu den kreisringförmigen Abschnitten (1) angeordnet sind, und die zweiten Vorsprünge (16) jeweils axial innerhalb der ersten Vorsprünge (16) angeordnet sind.
Käfig für ein Nadelrollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig ein Außendurchmesser-Führungskäfig ist, und eine Außendurchmesser-Führungsfläche (6) auf seiner Außendurchmesseroberfläche aufweist, und der abgestufte Abschnitt (11) radial nach Innen gegenüber der Außendurchmesser-Führungsfläche (6) zurückgenommen ist.
Käfig für ein Nadelrollenlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der abgestufte Abschnitt (11) Seitenabschnitte jeweils benachbart zu den kreisringförmigen Abschnitten (1), und einen Mittelabschnitt aufweist der weiter radial nach Innen gegenüber den Seitenabschnitten angeordnet ist.
Käfig für ein Nadelrollenlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Vorsprünge (16) jeweils an den Seitenabschnitten, und die zweiten Vorsprünge (16) jeweils an dem Mittelabschnitt ausgebildet sind.