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Dokumentenidentifikation DE19958059A1 08.06.2000
Titel Nadelrollenlager
Anmelder NTN Corp., Osaka, JP
Erfinder Harimoto, Kazuyoshi, Iwata, Shizuoka, JP;
Kono, Shingo, Iwata, Shizuoka, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 02.12.1999
DE-Aktenzeichen 19958059
Offenlegungstag 08.06.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.06.2000
IPC-Hauptklasse F16C 19/24
IPC-Nebenklasse F16D 3/41   
Zusammenfassung Es wird ein Schalentyp-Nadelrollenlager für ein Universalgelenk geschaffen, welches radiale Spalte beseitigen kann. Eine Vielzahl von Nadelrollen ist in einem Außenring angebracht, welcher einen zylindrischen Abschnitt aufweist, welcher dazu angepaßt ist, in einen Lagerring eingepaßt zu werden, welcher in einem gegabelten Abschnitt eines Bügels ausgebildet ist und einen Boden an einem Ende aufweist. Der zylindrische Abschnitt wird durch drei gekrümmte Wandabschnitte gebildet, welche einander gleiche Umfangslängen aufweisen. Wenn ein Drehzapfen eines Universalgelenks in das Schalentyp-Nadelrollenlager eingeschoben wird, werden die gekrümmten Wandabschnitte durch die Nadelrollen elastisch radial nach außen verformt, so daß die Nadelrollen durch die Rückfederung gegen die Außenumfangsfläche des Drehzapfens gedrückt werden. Dies verhindert eine Ausbildung radialer Spalte.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nadelrollenlager, welches in ein Universalgelenk eingebaut ist.

Es ist eine Kraftfahrzeug-Lenkvorrichtung zum Lenken von Fahrzeugrädern durch die Drehung eines Lenkrads bekannt. Diese umfaßt Lenkwellen zum Übertragen der Drehung des Lenkrads zu einem Lenkgehäuse, wobei die Lenkwellen zwei Wellen umfassen, welche einen Winkel relativ zueinander aufweisen und durch ein Universalgelenk zum Übertragen eines Drehungs-Drehmoments miteinander verbunden sind.

Fig. 3A, 3B stellen ein Universalgelenk dar, welches bei einer derartigen Lenkvorrichtung verwendet wird. Das Universalgelenk weist ein Paar von Bügeln 20 auf, wobei jeder davon einen gegabelten Abschnitt 21 aufweist, welcher mit einem Lagerloch 22 ausgebildet ist, in welches ein Drehzapfen 24 eingeschoben ist, welcher auf einem Drehkreuz 23 ausgebildet ist. Jeder Drehzapfen 24 ist durch ein Schalentyp- Nadelrollenlager 30, welches in das Lagerloch 22 gedrückt ist, drehbar gelagert.

Die Schalentyp-Nadelrollenlager 30 umfassen jeweils einen Außenring 31 mit einem zylindrischen Abschnitt 31a, welcher in das Lagerloch 22 gedrückt ist und einen Boden 31b an einem Ende aufweist, und eine Vielzahl von Nadelrollenlagern 33, welche entlang einer Laufbahn 32 auf der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 31a rollen können. Der Außenring 31 ist durch Pressen eines dünnen Metallblechs ausgebildet.

Bei dem Universalgelenk tritt, wenn es einen radialen Spalt Δr zwischen den Drehzapfen 24 des Drehkreuzes 23 und den Nadelrollenlagern 30 gibt, eine Wackelbewegung, welche von dem radialen Spalt herrührt, zwischen den Gelenkabschnitten des Paars von Bügeln 20 auf, welche es unmöglich macht, ein Drehmoment glatt zwischen den beiden Wellen zu übertragen, deren jede mit den Bügeln 20 verbunden ist.

Daher ist es für eine Lenkvorrichtung, um die Drehbedienbarkeit des Lenkrads zu verbessern, erwünscht, radiale Spalte zwischen den Nadelrollenlagern und den Drehzapfen zu verkleinern. Zu diesem Zweck wurden Versuche unternommen, das Spiel der Maße der Teile zu verkleinern. Doch sind, ausgenommen die Drehkreuze 23, die Bügel 20 und die Außenringe 31 der Nadelrollenlager 30 durch Pressen ausgebildet. Daher gab es Begrenzungen.

Bislang wird, nachdem das Schalentyp-Nadelrollenlager 30 in das Lagerloch 22 jedes Bügels 20 gepreßt wurde, ein Drehzapfen 24 mit einem Außendurchmesser, welcher für das Nadelrollenlager geeignet ist, ausgewählt und verbunden.

Für ein derartiges Universalgelenk eines Typs, bei welchem, nachdem das Nadelrollenlager 30 eingedrückt wurde, ein Drehzapfen 24 ausgewählt und verbunden wird, ist ein Zusammensetzen außerordentlich mühselig und zeitaufwendig.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schalentyp-Nadelrollenlager für ein Universalgelenk zu schaffen, welches radiale Spalte beseitigen kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß wird ein Schalentyp-Nadelrollenlager für ein Universalgelenk mit einem Bügel geschaffen, wobei die Nadelrolle einen Außenring, welcher aus einem dünnen Metallblech hergestellt ist und einen zylindrischen Abschnitt umfaßt, welcher einen Boden an einem Ende davon und eine Innenlaufbahn aufweist und dazu angepaßt ist, in ein Lagerloch eingeschoben zu werden, welches in einem gegabelten Abschnitt des Bügels ausgebildet ist, und eine Vielzahl von Nadelrollen umfaßt, welche derart angeordnet sind, daß diese entlang der Innenlaufbahn des zylindrischen Abschnitts rollen können, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Abschnitt durch eine Vielzahl gekrümmter Wandabschnitte ausgebildet ist, deren Umfangslängen einander im wesentlichen gleich sind.

Bei dieser Anordnung wird, wenn der Zapfen des Drehkreuzes in das Nadelrollenlager eingesetzt ist, der Zwischenabschnitt jedes der gekrümmten Wandabschnitte, welche den zylindrischen Abschnitt bilden, durch den Drehzapfen durch die Nadelrollen radial nach außen verformt. Die Rollen werden daher durch die gekrümmten Wandabschnitte gegen die zylindrische Fläche des Drehzapfens vorgespannt. Dies beseitigt alle radialen Spalte, welche zwischen dem Nadelrollenlager und dem Drehzapfen vorhanden sind.

Die gekrümmten Wände können sich über die gesamte Breite des Außenrings bzw. lediglich einen Teil davon ausdehnen. Doch um die Nadelrollen stabil zu lagern, muß deren Breite gleich 1/3 der axialen Breite des Außenrings oder größer als diese sein.

Um den Außenring stabil in dem Lagerloch anzubringen, beträgt die Anzahl gekrümmter Wandabschnitte vorzugsweise 3 oder mehr.

Es gibt radiale Spalte von 5-6 µm oder mehr bei einem herkömmlichen Schalentyp-Rollenlager in einem Universalgelenk, und derartige große Radialspalte verursachen viele Probleme. Daher ist es, wenn die Rundheit der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts, welche durch die gekrümmten Wandabschnitte gebildet wird, 3 µm oder mehr beträgt, möglich, die radialen Spalte vollständig zu beseitigen.

Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ersichtlich, wobei:

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine Vertikalschnitt-Vorderansicht eines Schalentyp-Nadelrollenlagers, welches die vorliegende Erfindung verwirklicht;

Fig. 2 ist eine Querschnitts-Seitenansicht davon;

Fig. 3A ist eine Vertikalschnitt-Vorderansicht eines Universalgelenks, welches ein herkömmliches Schalentyp- Nadelrollenlager verwendet; und

Fig. 3B ist eine Schnittansicht gemäß einer Linie a-a von Fig. 3A.

GENAUE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 und 2 beschrieben. Das Schalentyp-Nadelrollenlager umfaßt einen Außenring 1 und eine Vielzahl von Rollen, welche in dem Außenring angebracht sind.

Der Außenring 1 ist durch Pressen eines dünnen Metallblechs ausgebildet. Dieser umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 2 mit einem Boden 3 an einem Ende. Die Nadelrollen 10 können entlang einer Laufbahn 4 rollen, welche auf der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 2 ausgebildet ist, und werden durch einen Flansch 5, welcher an dem anderen Ende des zylindrischen Abschnitts ausgebildet ist, am Herausfallen gehindert.

Der zylindrische Abschnitt 2 des Außenrings 1 wird durch drei gekrümmte Wandabschnitte 2a mit Umfangslängen, welche einander im wesentlichen gleich sind, gebildet.

Bei einem Universalgelenk, bei welchem Drehzapfen durch Schalentyp-Nadelrollenlager drehbar gelagert sind, betragen radiale Spalte, welche ein Problem verursachen, etwa 5 bis 6 µm. Daher wird die Rundheit des zylindrischen Abschnitts 2 des Außenrings 1 bei 3 µm oder mehr festgelegt.

Bei einem Schalentyp-Nadelrollenlager A mit einer derartigen Struktur ist der zylindrische Abschnitt 2 des Außenrings 1 in das Lagerloch 22 gedrückt, welches in dem gegabelten Abschnitt 21 jedes Bügels 20 ausgebildet ist, dargestellt in Fig. 3, und ein Drehzapfen 24 ist innerhalb der in Umfangsrichtung angeordneten Nadelrollen 10 eingeschoben, um den Drehzapfen drehbar zu lagern.

Wenn der zylindrische Abschnitt 2 in das Lagerloch 22 gedrückt ist, werden Verbindungsabschnitte 2b zwischen den benachbarten gekrümmten Wandabschnitten 2a, welche den zylindrischen Abschnitt 2 bilden, gegen die Innenwand des Lagerlochs 22 gedrückt, während bei der Mitte der Umfangslänge der gekrümmten Wandabschnitte 2a kleine Spalte zwischen dem Wandabschnitt und der Innenwand des Lagerlochs gebildet werden bzw. sich dieser in leichter Berührung mit der Innenwand befindet.

Ferner werden, wenn der Drehzapfen 24 innerhalb der Nadelrollen 10 des Schalentyp-Nadelrollenlagers A eingeschoben ist, welches in dem Lagerloch 22 angebracht ist, drei gekrümmte Wandabschnitte 2a der zylindrischen Abschnitte 2 durch den Drehzapfen durch die Nadelrollen 10 an ihren Umfangszweiteilungspositionen nach außen gedrückt und elastisch radial nach außen verformt, wie durch Strichlinien in Fig. 2 dargestellt. Die Nadelrollen 10 werden daher durch die Rückfederung aufgrund einer Verformung gegen die Außenumfangsfläche des Drehzapfens 24 gedrückt. Es ist daher möglich, ein Drehmoment glatt zwischen den zwei in Fig. 3 dargestellten Bügeln 20 zu übertragen.

Aufgrund der Tatsache, daß die Anzahl gekrümmter Abschnitte 2a drei ist, wird das Schalentyp-Nadelrollenlager an drei Punkten bei Intervallen von 120° in eine starke elastische Berührung mit dem Drehzapfen 24 gebracht, so daß der Drehzapfen außerordentlich stabil gelagert werden kann.

Wenn die Breite L1 der gekrümmten Abschnitte 2a kleiner als ein Drittel (1/3) der axialen Breite des Außenrings 1 ist, verschlechtert sich die Stabilität der Nadelrollen 10. Daher beträgt, wie in Fig. 1 dargestellt, die Breitenausdehnung L1 vorzugsweise 1/3 der axialen Breite L0 des Außenrings, ausgehend von dem offenen Ende davon (Fig. 1).

Wie oben beschrieben, werden, wenn der Drehzapfen in das Schalentyp-Nadelrollenlager eingeschoben ist, erfindungsgemäß die gekrümmten Wände elastisch radial nach außen verformt, so daß die Nadellager durch die Rückfederung gegen die Außenumfangsfläche des Drehzapfens gedrückt werden. Es ist daher möglich, radiale Spalte zwischen dem Nadelrollenlager und dem Drehzapfen zu beseitigen und daher ein Drehungs-Drehmoment glatt zwischen zwei Bügeln des Universalgelenks zu übertragen.


Anspruch[de]
  1. 1. Schalentyp-Nadelrollenlager für ein Universalgelenk mit einem Bügel, wobei das Nadelrollenlager einen Außenring, welcher aus einem dünnen Metallblech hergestellt ist und einen zylindrischen Abschnitt mit einem Boden an einem Ende davon und eine Innenlaufbahn umfaßt und dazu angepaßt ist, in ein Lagerloch eingeschoben zu werden, welches in einem gegabelten Abschnitt des Bügels ausgebildet ist, und eine Vielzahl von Nadelrollen umfaßt, welche derart angeordnet sind, daß diese entlang der Innenlaufbahn des zylindrischen Abschnitts rollen können, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Abschnitt durch eine Vielzahl gekrümmter Wandabschnitte gebildet wird, deren Umfangslängen einander im wesentlichen gleich sind.
  2. 2. Anspruch 1, wobei die gekrümmten Wandabschnitte derart ausgebildet sind, daß diese eine Breite von einem Drittel der axialen Breite des Außenrings oder mehr aufweisen, ausgehend von dem offenen Ende des Außenrings.
  3. 3. Schalentyp-Nadelrollenlager für ein Universalgelenk nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anzahl der gekrümmten Wandabschnitte drei oder mehr beträgt.
  4. 4. Schalentyp-Nadelrollenlager für ein Universalgelenk nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Rundheit des Außenumfangs des zylindrischen Abschnitts 3 µm oder mehr beträgt.






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