DE102010048546A1

DE102010048546A1 - Device for supporting shaft in bearing borehole of housing for setting initial load on inclined rolling bearing, comprises outer ring, inner ring, and rolling body, which is obliquely set between bearing rings rolling on tracks

Info

Publication number: DE102010048546A1
Application number: DE102010048546A
Authority: DE
Inventors: Dr. Scherb Bruno; Armin Necker; Lukasz Owczarek; Yevhen Ladhyzhenskyy; Kerem Köksal
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2012-04-19

Abstract

The device comprises an outer ring (22), an inner ring (23), and a rolling body (9), which is obliquely set between the bearing rings rolling on the tracks (5,7). An actuator is provided for adjusting the axial initial load by the axial displacement of one of the bearing rings corresponding to the operating parameters. The inclined roller bearings are arranged in a gearbox and the actuator is impinged by a control unit (19). A coating (8) is provided, which is made of thin chromium-plating layer.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Lagerung einer Welle in einer Lagerbohrung eines Gehäuses zur Einstellung der Vorspannung wenigstens eines Schrägwälzlagers, bestehend aus einem Außenring, einem Innenring und zwischen den Lagerringen auf Laufbahnen abrollenden, schräg angestellten Wälzkörpern, mit einem fluidbeaufschlagten Aktuator zur Einstellung der axialen Vorspannung durch eine axiale Verschiebung eines der Lagerringe in Abhängigkeit von Betriebsparametern.The invention relates to a device for supporting a shaft in a bearing bore of a housing for adjusting the bias of at least one oblique roller bearing, consisting of an outer ring, an inner ring and rolling between the bearing rings on raceways, obliquely staffed rolling elements, with a fluidbeaufschlagten actuator for adjusting the axial Preload by an axial displacement of one of the bearing rings as a function of operating parameters.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Schrägwälzlager, insbesondere Kegelrollenlager oder Schrägkugellager, werden bei der Montage auf eine vorher definierte Vorspannung eingestellt. Dies wird durch ein gegenseitiges Anstellen der Lager zueinander bei der Montage erreicht. Diese gegenseitige Anstellung der Lager zueinander erfolgt somit einmalig bei der Montage, so dass aufgrund von Temperaturunterschieden im System und dadurch unterschiedlichen Dehnungen der Bauelemente eine Änderung der Vorspannung eintritt, die im Extremfall zu lastfreien Betriebszuständen führen kann, wenn die Temperaturunterschiede im System sehr groß werden. Lastfreie Betriebszustände führen zu Schädigungen der Wälzlager.Angular contact bearings, in particular tapered roller bearings or angular contact ball bearings, are set to a pre-defined preload during assembly. This is achieved by a mutual hiring the bearing to each other during assembly. This mutual employment of the bearing to each other thus takes place once during assembly, so that due to temperature differences in the system and thereby different strains of the components change the bias occurs, which can lead to no-load operating conditions in extreme cases, when the temperature differences in the system are very large. Load-free operating conditions lead to damage to the roller bearings.

Um die Vorspannung von Lageranordnungen mit Schrägwälzlagern bei allen Betriebszuständen konstant zu halten, ist es bekannt, wenigstens einen axial verschiebbaren Außenring mittels eines Aktuators mit gleich bleibendem Fluiddruck zu beaufschlagen, so dass sich dieser Lagerring bei auftretenden Temperaturunterschieden oder bei Abnutzung des Lagers axial verschieben kann, ohne dass sich die Lagervorspannung verändert. Eine derartige Schrägwälzlageranordnung ist aus der EP 0 210 810 A2 bekannt. Es handelt sich dabei um eine doppelreihige Kegelrollenlageranordnung mit einem gemeinsamen Innenring und zwei gegeneinander axial verschiebbaren Außenringen. Auf wenigstens einen Außenring wirkt ein in einer Ringnut eines Ringkolbenträgers abgedichtet angeordneter Ringkolben, der mit konstantem Hydraulikdruck von einer Hydraulikdruckquelle beaufschlagt ist. Dieser wenigstens eine Außenring kann sich somit unter der Wirkung des Ringkolbens axial bewegen und behält dabei die durch den Ringkolben aufgebrachte Vorspannung unabhängig von seiner Position bei, so dass dadurch Temperaturdehnungen und Abnutzungen kompensiert werden.In order to keep the bias of bearing assemblies with angular contact bearings constant under all operating conditions, it is known to apply at least one axially displaceable outer ring by means of an actuator with a constant fluid pressure, so that this bearing ring can shift axially when temperature differences or wear of the bearing, without the bearing preload changing. Such a Schrägwälzlageranordnung is from the EP 0 210 810 A2 known. It is a double-row tapered roller bearing assembly with a common inner ring and two mutually axially displaceable outer rings. On at least one outer ring acts a sealed in an annular groove of a ring piston carrier arranged annular piston which is acted upon by a hydraulic pressure source with a constant hydraulic pressure. This at least one outer ring can thus move axially under the action of the annular piston, while maintaining the bias applied by the annular piston regardless of its position, so that thereby temperature expansions and wear can be compensated.

Während bei der Lageranordnung gemäß der EP 0 210 810 A2 die Vorspannung direkt durch den Hydraulikdruck der Ringkolbenanordnung erzeugt wird, wird in der DE 41 26 317 A2 vorgeschlagen, eine hohe axiale Vorspannung mittels eines mechanischen Federelements aufzubringen, um eine gewünschte Vorspannung zu erreichen, und auf wenigstens einem Außenring eines Wälzlagers eine Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit wirken zu lassen, mittels derer die mechanisch aufgebrachte hohe Vorspannung auf einen gewünschten Wert herabgesetzt wird. Hierdurch soll ebenfalls eine Kompensation von Temperaturdehnungen und Abnutzungen erreicht werden, wobei durch die Anordnung eines mechanischen Federelements zum Erzeugen einer hohen konstanten Vorspannung und die Anordnung der Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit, die in entgegengesetzter Richtung wirkt, Reibungseinflüsse beim Einstellen einer gewünschten Vorspannung eliminiert werden. Diese Lageranordnung soll insbesondere für Werkzeugmaschinenspindeln geeignet sein, jedoch auch die Anwendung bei irgendeiner Vorrichtung oder einem Fahrzeug mit einer drehbaren Achse, Welle, Spindel oder einem Gehäuse zulassen.While in the bearing assembly according to the EP 0 210 810 A2 the bias voltage is generated directly by the hydraulic pressure of the annular piston assembly is in the DE 41 26 317 A2 proposed to apply a high axial bias by means of a mechanical spring element to achieve a desired bias, and to act on at least one outer ring of a rolling bearing a hydraulic or pneumatic piston-cylinder unit, by means of which the mechanically applied high bias to a desired value is lowered. As a result, a compensation of thermal expansion and wear is also to be achieved, with the arrangement of a mechanical spring element for generating a high constant bias and the arrangement of the hydraulic or pneumatic piston-cylinder unit, which acts in the opposite direction, friction effects when setting a desired bias can be eliminated. This bearing assembly should be particularly suitable for machine tool spindles, but also allow the application in any device or a vehicle with a rotatable shaft, shaft, spindle or a housing.

Des Weiteren ist in der GB 1 535 163 A1 ein Lagerkontrollsystem für eine Lageranordnung mit wenigstens einem Schrägwälzlager beschrieben. Der Außenring des wenigstens einen Schrägwälzlagers ist in einer axialen Richtung mittels einer fluiddruckbeaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheit mit einer durch eine Steuereinheit einstell- oder regelbaren Vorspannung beaufschlagbar. In erster Linie soll die Vorspannung in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle in der Weise einstellbar sein, dass die Vorspannung bei niedriger Drehzahl höher als bei höherer Drehzahl ist. Weitere Einstellparameter können die Lagerbelastung in Verbindung mit der Drehzahl sein, indem die Vorspannung bei höherer Belastung und höherer Drehzahl erhöht wird.Furthermore, in the GB 1 535 163 A1 a bearing control system for a bearing assembly described with at least one angular contact bearing. The outer ring of the at least one oblique roller bearing can be acted upon in an axial direction by means of a fluid-pressure-loadable piston-cylinder unit with a bias voltage which can be set or regulated by a control unit. In the first place, the bias should be adjustable in dependence on the speed of the shaft in such a way that the bias is higher at low speed than at higher speed. Other adjustment parameters can be the bearing load associated with the speed by increasing the preload at higher load and higher speed.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art eine Anpassung an besondere Betriebsparameter mittels eines durch eine Steuereinheit betätigbaren Aktuators vorzunehmen, um unnötig hohen Energieverbrauch, starke Geräuschentwicklung und eine Verkürzung der Lebensdauer der Schrägwälzlager zu vermeiden.Against this background, the invention has the object, in an apparatus of the type mentioned adaptation to special operating parameters by means of an actuatable actuator by a control actuator to avoid unnecessarily high energy consumption, strong noise and a shortening of the life of the angular rolling bearings.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Demnach betrifft die Erfindung eine Vorrichtung für eine Lagerung einer Welle in einer Lagerbohrung eines Gehäuses zur Einstellung der Vorspannung wenigstens eines Schrägwälzlagers, bestehend aus einem Außenring, einem Innenring und zwischen den Lagerringen auf Laufbahnen abrollenden, schräg angestellten Wälzkörpern, mit einem fluidbeaufschlagten Aktuator zur Einstellung der axialen Vorspannung durch eine axiale Verschiebung eines der Lagerringe in Abhängigkeit von Betriebsparametern. Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird vorgeschlagen, dass erfindungsgemäß das wenigstens eine Schrägwälzlager in einem Getriebe angeordnet ist, und dass der Aktuator durch eine Steuereinheit beaufschlagt ist, die dazu eingerichtet ist, eine hohe Vorspannung bei hoher Lagerbelastung und eine niedrige Vorspannung bei geringer Lagerbelastung durch den Aktuator herbeizuführen.Accordingly, the invention relates to a device for supporting a shaft in a bearing bore of a housing for adjusting the bias of at least one oblique roller bearing, consisting of an outer ring, an inner ring and rolling between the bearing rings on raceways, obliquely staffed rolling elements, with a fluidbeaufschlagten actuator for setting the axial preload by axial displacement one of the bearing rings depending on operating parameters. To achieve the object, it is proposed that according to the invention the at least one angular contact bearing is arranged in a gear, and that the actuator is acted upon by a control unit which is adapted to a high preload at high bearing load and a low preload at low bearing load by the Actuator bring about.

Da Getriebe in der Regel wechselnden Belastungen ausgesetzt sind, lässt sich mit der erfindungsgemäßen Steuerung bzw. Regelung der Lagerbelastung erreichen, dass nur bei hoher Lagerbelastung eine hohe Vorspannung aufgebracht wird, die dann zwar zu hohem Energieverbrauch, hoher Geräuschentwicklung und zur Verkürzung der Lebensdauer der Schrägwälzlager führt, jedoch nur dann aufgebracht wird, wenn tatsächlich eine hohe Lagerbelastung gegeben ist, während diese hohe Vorspannung jedoch sofort reduziert wird, wenn sie bei geringer Lagerbelastung nicht erforderlich ist. Je größer der Anteil geringer Lagerbelastung im Betrieb der Lageranordnung ist, desto geringer sind der Energieverbrauch sowie die Geräuschentwicklung und wird eine Verlängerung der Lebensdauer der Schrägwälzlager erreicht.Since gearboxes are usually exposed to varying loads, can be achieved with the control or regulation of the bearing load according to the invention that only at high bearing load high bias is applied, which then although high energy consumption, high noise and to shorten the life of the angular contact bearings leads, but only applied when a high bearing load is actually given, while this high bias voltage is reduced immediately, if it is not required for low bearing load. The greater the proportion of low bearing load in the operation of the bearing assembly, the lower the energy consumption and the noise and an extension of the life of the angular contact bearings is achieved.

Differentiale in Straßenfahrzeugen oder landwirtschaftlichen Fahrzeugen sind stark wechselnden Belastungen ausgesetzt, so dass die erfindungsgemäße Veränderung der Lagervorspannung besonders vorteilhaft bei Schrägwälzlagern zur Ritzelwellenlagerung in Differentialen in derartigen Fahrzeugen ist.Differentials in road vehicles or agricultural vehicles are exposed to strongly varying loads, so that the change in the bearing preload according to the invention is particularly advantageous in skew bearings for pinion shaft bearing in differentials in such vehicles.

Insbesondere, wenn das Getriebe ein Differential eines landwirtschaftlichen Traktors ist und das wenigstens eine Schrägwälzlager zur Ritzelwellenlagerung dient, ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit den Aktuator im Sinne einer hohen Vorspannung zur Aufnahme hoher Beackerungskräfte und im Sinne einer geringeren Vorspannung bei einer Straßenfahrt beaufschlagt. Die Lagerbelastung kann dabei mittels wenigstens eines Sensors für die Axial- oder Radialbelastung oder Axialverschiebung der Welle und/oder für die Drehzahl und/oder für die Temperatur im Bereich der Lagerung der Welle im Gehäuse aufgenommen und an die Steuereinheit zur weiteren Verarbeitung übermittelt werden.In particular, when the transmission is a differential of an agricultural tractor and the at least one oblique roller bearing is used for Ritzelwellenlagerung, it is advantageous if the control unit acts on the actuator in the sense of high bias to accommodate high Beackerungskräfte and in the sense of lower bias in a road trip. The bearing load can be recorded by means of at least one sensor for the axial or radial load or axial displacement of the shaft and / or for the speed and / or temperature in the storage of the shaft in the housing and transmitted to the control unit for further processing.

Da Traktoren üblicherweise mit verschiedenen hydraulisch betätigbaren Arbeitsgeräten ausgestattet sind oder ausgestattet werden können, lässt sich der Aktuator auf einfache Weise mittels des Hydraulikdrucks eines Hydraulikaggregats des Traktors beaufschlagen.Since tractors are usually equipped or can be equipped with various hydraulically actuated implements, the actuator can be applied in a simple manner by means of the hydraulic pressure of a hydraulic unit of the tractor.

Der Aktuator kann als in einer Ringnut des Außenrings oder des Innenrings abgedichtet angeordneter, sich an einem Gehäuseelement oder Wellenelement abstützender Ringkolben ausgebildet sein, wobei am Ringkolben eine den Ringkolben bei Druckverminderung in die Ringnut einziehende Rückholfeder angeordnet sein kann.The actuator may be configured as an annular piston arranged in a sealed manner in an annular groove of the outer ring or of the inner ring and supporting itself on a housing element or shaft element, wherein a return spring which retracts the annular piston when the pressure is reduced can be arranged on the annular piston.

Um die Reibung zwischen dem durch den Aktuator beaufschlagten Lagerring und dem Gehäuse oder der Welle bei möglichst enger Gleit- oder Übergangspassung herabzusetzen, kann die Mantelfläche des axial verschiebbaren Lagerrings mit einer reibungvermindernden Beschichtung, insbesondere mit einer Dünnschichtverchromung, versehen sein.In order to reduce the friction between the acted upon by the actuator bearing ring and the housing or the shaft with the closest possible sliding or transition fit, the lateral surface of the axially displaceable bearing ring may be provided with a reibungvermindernden coating, in particular with a thin-layer chrome plating.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention will be explained below with reference to two illustrated in the drawings embodiments. In the drawing shows

1 eine Schnittdarstellung einer Lageranordnung mit einem auf einen axial verschiebbaren Innenring wirkenden Aktuator, und 1 a sectional view of a bearing assembly with an actuator acting on an axially displaceable inner ring actuator, and

2 eine Schnittdarstellung einer Lageranordnung mit einem auf einen axial verschiebbaren Außenring wirkenden Aktuator. 2 a sectional view of a bearing assembly with an actuator acting on an axially displaceable outer ring actuator.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Bei den in den 1 und 2 dargestellten Lageranordnungen handelt es sich vorzugsweise um eine Ritzelwellenlagerung eines Differentials eines landwirtschaftlichen Traktors. Derartige Lageranordnungen sind jedoch auch für andere landwirtschaftliche Fahrzeuge, Kraftfahrzeuge allgemein, insbesondere Nutzkraftfahrzeuge oder auch Windkraftanlagen geeignet, da bei diesen Fahrzeugen und bei Windkraftanlagen stark wechselnde Lagerbelastungen auftreten.In the in the 1 and 2 Bearing arrangements shown are preferably a pinion shaft bearing of a differential of an agricultural tractor. However, such bearing assemblies are also suitable for other agricultural vehicles, motor vehicles in general, especially commercial vehicles or wind turbines, since in these vehicles and wind turbines strongly changing bearing loads occur.

Die Ausführungsform gemäß 1 zeigt eine Lageranordnung in einem Differentialgetriebegehäuse 1 mit einer Lagerbohrung 2, in der ein Außenring 4 eines Kegelrollenlagers mit enger Passung eingepasst und durch einen Absatz 3 im Gehäuse 1 positioniert ist. Ein Innenring 6 ist auf einer Welle 17 mit enger Gleitpassung oder mit Übergangspassung axial verschiebbar angeordnet. Zwischen dem Außenring 4 und dem Innenring 6 können als Kegelrollen ausgebildete Wälzkörper 9 auf kegeligen Laufbahnen 5, 7 der Lagerringe 4, 6 abrollen.The embodiment according to 1 shows a bearing assembly in a differential gear housing 1 with a bearing bore 2 in which an outer ring 4 a tapered roller bearing fitted with a tight fit and by a paragraph 3 in the case 1 is positioned. An inner ring 6 is on a wave 17 arranged with a narrow sliding fit or with transition fit axially displaceable. Between the outer ring 4 and the inner ring 6 can be designed as tapered rollers rolling elements 9 on tapered tracks 5 . 7 the bearing rings 4 . 6 roll.

Der Innenring 6 ist an einer Seite mit einer axial ausgerichteten Ringnut 10 versehen, in die ein Ringkolben 11, der durch Dichtringe 14 abgedichtet ist, eingefügt ist. Der Ringkolben 11 stützt sich an einer mittels eines Gewindes 18 auf der Welle 17 fixierten Sicherungsmutter 12 gegenüber der Welle 17 ab. Der Ringnut 10 lässt sich ein Druckfluid über eine in der Welle 17 angeordnete Druckmittelbohrung 16 von einer in 1 nicht dargestellten Druckmittelquelle zuführen. Der Innenring 6 ist gegenüber der Welle 17 mittels Dichtringen 15 abgedichtet und weist auf seiner inneren Mantelfläche eine reibungvermindernde Beschichtung 8 in Form einer Dünnschichtverchromung auf.The inner ring 6 is on one side with an axially aligned annular groove 10 provided, in which an annular piston 11 passing through sealing rings 14 is sealed, is inserted. The ring piston 11 relies on a by means of a thread 18 on the wave 17 fixed lock nut 12 opposite the wave 17 from. The ring groove 10 can be a pressurized fluid over one in the wave 17 arranged pressure medium bore 16 from one in 1 feed the pressure medium source, not shown. The inner ring 6 is opposite the wave 17 by means of sealing rings 15 sealed and has on its inner circumferential surface a friction-reducing coating 8th in the form of a thin-layer chrome plating.

Über die Druckmittelbohrung 16 lässt sich somit auf den Innenring 6 in Verbindung mit einem zweiten, nicht dargestellten, axial feststehenden Schrägwälzlagers für die Welle 17 eine mittels einer in 2 dargestellten Steuereinheit 19 veränderbare Lagervorspannung aufbringen. Bei hoher Belastung der Welle 17 und damit der Lageranordnung wird die Lagervorspannung mittels der Steuereinheit 19 erhöht und bei niedriger Lagerbelastung durch Verminderung des Fluiddrucks herabgesetzt. In der Ringnut 10 angeordnete Rückholfedern 13 unterstützen den Ringkolben 11 beim axialen Zurückfahren in die Ringnut 10.About the pressure medium bore 16 can thus be applied to the inner ring 6 in conjunction with a second, not shown, axially fixed inclined roller bearing for the shaft 17 one by means of a in 2 shown control unit 19 apply variable bearing preload. At high load of the shaft 17 and thus the bearing assembly, the bearing preload by means of the control unit 19 increased and reduced at low bearing load by reducing the fluid pressure. In the ring groove 10 arranged return springs 13 support the ring piston 11 during axial retraction into the annular groove 10 ,

Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 zeigt einen in der Lagerbohrung 2 im Gehäuse 1 axial verschiebbar gelagerten Außenring 22, der mittels der Dichtringe 15 gegenüber der Lagerbohrung 2 abgedichtet ist. In diesem Fall ist eine axial ausgerichtete Ringnut 24 im Außenring 22 angeordnet, in die der Ringkolben 11, durch die Dichtringe 14 abgedichtet, eingreift. Der Ringkolben 11 stützt sich an einem umlaufenden und radial nach innen weisenden Bund 27 des Gehäuses 1 ab. Der Außenring 22 ist gegenüber dem Gehäuse 1 mittels eines Passstifts 28 gegen Verdrehen gesichert.The embodiment according to 2 shows one in the bearing bore 2 in the case 1 axially displaceably mounted outer ring 22 by means of the sealing rings 15 opposite the bearing bore 2 is sealed. In this case, an axially aligned annular groove 24 in the outer ring 22 arranged in which the ring piston 11 through the sealing rings 14 sealed, intervenes. The ring piston 11 is supported by a circumferential and radially inward pointing collar 27 of the housing 1 from. The outer ring 22 is opposite the case 1 by means of a passport 28 secured against twisting.

Ein Sensor 20, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel der 2 an der Welle 17 angebracht ist und beispielsweise aus einem Dehnungsmessstreifen bestehen kann, misst das an der Welle 17 wirkende Drehmoment und leitet diesen Messwert in Form eines elektrischen Signals an eine Steuereinheit 19. Diese Steuereinheit 19 erzeugt ein lastabhängiges Signal, mit dem sich der Druck einer Druckmittelquelle 21, die Druckmittel über eine Druckmittelbohrung 25 der Ringnut 24 im Außenring 22 zuführt, belastungsabhängig einstellen lässt.A sensor 20 , which in the illustrated embodiment of 2 on the shaft 17 is attached and can for example consist of a strain gauge, measures that on the shaft 17 acting torque and passes this reading in the form of an electrical signal to a control unit 19 , This control unit 19 generates a load-dependent signal, with which the pressure of a pressure medium source 21 , the pressure medium via a pressure medium bore 25 the ring groove 24 in the outer ring 22 feeds, can be adjusted load-dependent.

Diese Einstellung erfolgt in der Weise, dass die Lagervorspannung hoch eingestellt wird, wenn die Belastung der Welle 17 groß ist, und niedriger eingestellt wird, wenn die Belastung der Welle 17 niedrig ist. Der Druck im Ringraum 24 kann bis auf Umgebungsdruck herabgeregelt werden, wenn die Welle 17 ohne Belastung im Leerlauf umläuft, um dem Lager genügend Spielraum zu verschaffen. Der Sensor 20 kann auch an anderer Stelle im Gehäuse 1 im Bereich der Außenringe 4, 22 oder der Innenringe 6, 23, berührend oder berührungslos wirkend, angeordnet sein.This adjustment is made in such a way that the bearing preload is set high when the load on the shaft 17 is large, and is set lower when the load of the shaft 17 is low. The pressure in the annulus 24 can be down-regulated to ambient pressure when the shaft 17 Idling without load in order to give the bearing enough leeway. The sensor 20 can also be elsewhere in the case 1 in the area of the outer rings 4 . 22 or the inner rings 6 . 23 be arranged touching or non-contact.

Die Druckmittelquelle 21 kann als Druckluftkompressor ausgebildet sein, so dass die Ringnut 24 bzw. der durch die Ringnut 24 und den Ringkolben 11 gebildete Ringraum mit Druckluft beaufschlagt wird. Vorzugsweise ist die Druckmittelquelle 21 jedoch ein Hydraulikaggregat eines Traktors, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit wenigstens einem Schrägwälzlager in einem Differentialgetriebe eines landwirtschaftlichen Traktors verwendet wird und zur Ritzelwellenlagerung dient. In diesem Fall stellt die Steuereinheit 19 den Hydraulikdruck im Sinne einer hohen Vorspannung der Lageranordnung zur Aufnahme hoher Beackerungskräfte und im Sinne einer geringeren Vorspannung bei Straßenfahrt ein.The pressure medium source 21 can be designed as a compressed air compressor, so that the annular groove 24 or by the annular groove 24 and the ring piston 11 formed annular space is pressurized with compressed air. Preferably, the pressure medium source 21 However, a hydraulic unit of a tractor, when the device according to the invention is used in conjunction with at least one angular contact bearing in a differential gear of an agricultural tractor and serves for Ritzelwellenlagerung. In this case, the control unit stops 19 the hydraulic pressure in the sense of a high bias of the bearing assembly for receiving high Beackerungskräfte and in the sense of a lower bias in road travel.

Weitere, durch nicht dargestellte Sensoren aufnehmbare Parameter sind die Drehzahl der Welle 17, und die Temperatur der Welle 17, die Temperatur des Gehäuses 1 und/oder die Temperatur der Lagerringe 4, 6 bzw. 22, 23, die sich ebenfalls in die Steuereinheit 19 leiten lassen und dazu dienen, für jeden Betriebszustand den für eine optimale Vorspannung erforderlichen Fluiddruck zu regeln bzw. einzustellen.Other, by not shown sensors recordable parameters are the speed of the shaft 17 , and the temperature of the shaft 17 , the temperature of the case 1 and / or the temperature of the bearing rings 4 . 6 respectively. 22 . 23 , which is also in the control unit 19 can be guided and serve to regulate or set the required for an optimal bias fluid pressure for each operating condition.

Selbstverständlich müssen die Ringnut 10, 24 und der Ringkolben 11 nicht zwingend im Innenring 6 bzw. dem Außenring 22 angeordnet sein, sondern können die Ringnut und der Ringkolben in der Sicherungsmutter 12 des Ausführungsbeispiels gemäß 1 bzw. im umlaufenden Bund 27 der Ausführungsform gemäß 2 angeordnet sein.Of course, the annular groove 10 . 24 and the ring piston 11 not necessarily in the inner ring 6 or the outer ring 22 can be arranged, but can the annular groove and the annular piston in the locknut 12 of the embodiment according to 1 or in the surrounding federal government 27 the embodiment according to 2 be arranged.

Die durch die beschriebenen Mittel einstellbare Vorspannung lässt sich sowohl für einzelne Schrägwälzlager, insbesondere Kegelrollenlager und Schrägkugellager, als auch für eine doppelte Lageranordnung in O- oder X-Anordnung realisieren.The adjustable by the described means bias can be realized both for individual angular contact bearings, in particular tapered roller bearings and angular contact ball bearings, as well as for a double bearing arrangement in O or X arrangement.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich eine dem jeweiligen Betriebszustand angepasste Lagervorspannung einstellen, wodurch sich der Energieverbrauch und die Geräuschentwicklung bei geringer Lagerbelastung herabsetzen lassen und eine Verlängerung der Lagerlebensdauer erreicht wird.By means of the device according to the invention can be adjusted to the respective operating condition adjusted preload, which can reduce the energy consumption and noise at low bearing load and an extension of the bearing life is achieved.

Ist die doppelreihige Lageranordnung in O- oder X-Anordnung als Loslager vorgesehen, können entgegengesetzt wirkende Aktuatoren an den axial beweglichen Außenringen oder Innenringen angreifen, die mit demselben einstellbaren Fluiddruck beaufschlagt werden und die optimale Vorspannkraft einstellen, ohne die Axialbewegung der durch die Aktuatoren beaufschlagten Lagerringe zu behindern.If the double row bearing arrangement provided in O- or X-arrangement as a floating bearing, oppositely acting actuators can act on the axially movable outer rings or inner rings, which are acted upon by the same adjustable fluid pressure and adjust the optimum biasing force, without the axial movement of the acted upon by the actuators bearing rings to hinder.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gehäusecasing
22: Lagerbohrungbearing bore
33: Absatzparagraph
44: Außenringouter ring
55: Kegelige LaufbahnTapered track
66: Innenringinner ring
77: Kegelige LaufbahnTapered track
88th: Beschichtung (Dünnschichtverchromung)Coating (thin-layer chrome plating)
99: Wälzkörper (Kegelrollen)Rolling elements (tapered rollers)
1010: Ringnutring groove
1111: Ringkolbenannular piston
1212: Sicherungsmutterlocknut
1313: Rückholfederreturn spring
1414: Dichtringeseals
1515: Dichtringeseals
1616: DruckmittelbohrungPressure medium bore
1717: Wellewave
1818: Gewindethread
1919: Steuereinheitcontrol unit
2020: Sensorsensor
2121: Druckmittelquelle (Hydraulikaggregat eines Traktors)Pressure medium source (hydraulic unit of a tractor)
2222: Außenringouter ring
2323: Innenringinner ring
2424: Ringnutring groove
2525: DruckmittelbohrungPressure medium bore
2626: Absatz (Welle)Paragraph (wave)
2727: Bund (Gehäuse)Collar (housing)
2828: Verdrehsicherung (Passstift)Anti-rotation lock (dowel pin)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0210810 A2 [0003, 0004]
DE 4126317 A2 [0004]
GB 1535163 A1 [0005]

Claims

Device for supporting a shaft ( 17 ) in a bearing bore ( 2 ) of a housing ( 1 ) for adjusting the bias of at least one angular contact bearing ( 4 . 6 . 9 ; 22 . 23 . 9 ), consisting of an outer ring ( 4 . 22 ), an inner ring ( 6 . 23 ) and between the bearing rings ( 4 . 6 ; 22 . 23 ) on careers ( 5 . 7 ) rolling, obliquely set rolling elements ( 9 ), with a fluid-loaded actuator ( 11 ) for adjusting the axial preload by an axial displacement of one of the bearing rings ( 4 . 6 ; 22 . 23 ) as a function of operating parameters, characterized in that the at least one angular contact bearing ( 4 . 6 . 9 ; 22 . 23 . 9 ) is arranged in a gear, and that the actuator ( 11 ) by a control unit ( 19 ), which is adapted to a high preload at high bearing load and a low preload at low bearing load by the actuator ( 11 ).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the transmission is a differential of a road vehicle and the at least one angular contact bearing ( 4 . 6 . 9 ; 22 . 23 . 9 ) serves for pinion shaft bearing.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the transmission is a differential of an agricultural vehicle and the at least one angular contact bearing ( 4 . 6 . 9 ; 22 . 23 . 9 ) serves for pinion shaft bearing.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the transmission is a differential of an agricultural tractor, the at least one angular contact bearings ( 4 . 6 . 9 ; 22 . 23 . 9 ) serves for pinion shaft bearing, and that the control unit ( 19 ) the actuator ( 11 ) acted upon in the sense of a high bias to accommodate high Beackerungskräfte and in the sense of a lower bias on road travel.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bearing load by means of at least one sensor ( 20 ) for the axial or radial load or axial displacement of the shaft ( 17 ) and / or the speed and / or the temperature in the region of the bearing of the shaft ( 17 ) in the housing ( 1 ) and to the control unit ( 19 ) is transmitted.

Device according to one of claims 4 and 5, characterized in that the actuator ( 11 ) by means of the hydraulic pressure of a hydraulic unit ( 21 ) of the tractor can be acted upon.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the actuator ( 11 ) than in an annular groove ( 10 . 24 ) of the outer ring ( 4 . 22 ) or the inner ring ( 6 . 23 ) arranged sealed on a housing element ( 27 ) or wave element ( 12 ) supporting ring piston ( 11 ) is trained.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the annular piston ( 11 ) one the ring piston ( 11 ) with pressure reduction in the annular groove ( 10 ) retracting return spring ( 13 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the lateral surface of the axially displaceable bearing ring ( 6 . 22 ) with a friction reducing coating ( 8th ) is provided.

Device according to claim 9, characterized in that the coating ( 8th ) is designed as a thin-layer chrome plating.