DE10002026B4 - Helical gear with a floating bearing - Google Patents
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Abstract
Schrägverzahntes Zahnrad (Zwischenzahnrad 22) mit einem Loslager mit zwei Reihen von zylindrischen Wälzkörpern, bei dem sowohl jede Reihe einen Käfig (7) zur Führung der zugehörigen Wälzkörper aufweist als auch Mittel zur Lagefixierung der beiden Käfige (7) relativ zueinander in einem vormontierten Lagerzustand vorgesehen sind, wobei die beiden Käfige (7) durch eine von den übrigen Lagerkomponenten unabhängige lösbare Verbindung (8) zur Herstellung eines vormontierten Lagerzustandes unmittelbar miteinander in Verbindung bringbar sind, wobei die lösbare Verbindung (8) formschlüssig ausgebildet ist, wobei die lösbare Verbindung (8) bei einer Radiallagerung Freiheitsgrade für eine begrenzte Knickwinkel- und/oder Drehbewegung (9, 10) der Käfige (7) relativ zueinander in Bezug auf ihre Käfighauptachsen (11-11) aufweist, wobei die geometrische Hauptachse (12-12) der lösbaren Verbindung (8) für die Relativbewegungen der beiden komplementären Verbindungsteile (13, 14) für das Lösen oder Schliessen der Verbindung (8) parallel zu den Zylinderachsen (15-15) der Wälzkörper (Nadeln 5) liegt, wobei wenigstens einer der beiden komplementären Verbindungsteile...helical Gear (intermediate gear 22) with a floating bearing with two rows of cylindrical rolling elements, at both each row a cage (7) to the leadership the associated Has rolling elements as well as means for fixing the position of the two cages (7) relative to each other are provided in a preassembled storage condition, the two cages (7) by one of the others Bearing components independent Detachable connection (8) for the production of a pre-assembled storage condition immediately with each other, wherein the releasable connection (8) positive fit is formed, wherein the releasable Connection (8) at a radial bearing degrees of freedom for a limited Buckling angle and / or rotational movement (9, 10) of the cages (7) relative to each other in terms of their cage main axes (11-11), wherein the major geometric axis (12-12) of the releasable connection (8) for the relative movements of the two complementary connecting parts (13, 14) for solving or Closing the connection (8) parallel to the cylinder axes (15-15) the rolling elements (needles 5), wherein at least one of the two complementary connecting parts ...
Description
Die Erfindung betrifft gemäß dem einteiligen Patentanspruch 1 ein schrägverzahntes Zahnrad mit einem Loslager.The Invention relates according to the one-part claim 1 a helical Gear with a floating bearing.
Die
Aus A. G. Russ "Wälzlagertechnik Teil 2 "Kontakt & Studium, Bd. 248, S.166, Bild 5.22; expert-Verlag 1988; 7044 Ehningen; ISBN 3-8169-0320-7 ist ferner ein Wälzlager mit zwei Käfigen bekannt. Diese beiden Käfige sind im vormontierten Lagerzustand in einen mit Borden versehenen Außenlaufring eingesetzt. Da die Käfige bei dieser Anordnung keine Relativbewegungen zueinander ausführen können, ergeben sich Schwierigkeiten insbesondere bei solchen Anwendungsfällen – bspw. bei der Lagerung von schrägverzahnten Zahnrädern – bei denen ein Verklemmen der Nadeln bewirkende Kräfte auftreten und somit eine Relativbeweglichkeit wünschenswert werden lassen. Andererseits kann bei der Montage von zwei einzelnen Zahnkränzen zur Herstellung des betriebsbereiten Endeinbauzustandes einer ohne Mittel zur Lagefixierung der Käfige ausgebildeten Wälzlageranordnung einer der Zahnkränze vergessen werden, was zum Ausfall der Wälzlagerung und dadurch zum Ausfall bspw. eines ganzen Kraftfahrzeug-Getriebes führt. Das Fehlen des einen Zahnkranzes nach der Endmontage ist nicht ohne weiteres zu erkennen, da seitliche Anlaufbegrenzungen die Sicht auf die Zahnkränze bzw. auf den verbleibenden einen Zahnkranz im Allgemeinen versperren. Auch ein in üblicher Weise zeitlich begrenzt durchgeführter Funktionsprüflauf mit geringerer Belastung kann den Montagefehler nicht aufdecken.Out A. G. Russ "Rolling bearing technology Part 2 "Contact & Studies, Vol. 248, p.166, Fig. 5.22; expert publishing house 1988; 7044 Ehningen; ISBN 3-8169-0320-7 is also a rolling bearing with two cages known. These two cages are in the preassembled state in a bearing with Borden outer race used. Because the cages in this arrangement can perform relative movements to each other, resulting Difficulties especially in such applications - eg. In the storage of helical teeth Gears - where jamming the needles causing forces occur and thus a Relative mobility desirable let be. On the other hand, in the assembly of two individual sprockets for the production of the ready-to-install state of a without Formed means for fixing the position of the cages roller bearing assembly one of the sprockets be forgotten what the failure of the rolling bearing and thereby the Failure, for example, a whole motor vehicle transmission leads. The Lack of a sprocket after final assembly is not without Further to recognize, since lateral start limiting the view on the sprockets or to block the remaining one sprocket in general. Also in usual Time limited carried out Funktionsprüflauf with less stress can not detect the mounting error.
Ferner
zeigt die nicht vorveröffentliche Druckschrift
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, ein montagefreundliches schrägverzahntes Zahnrad mit einem Loslager zu schaffen, bei welchem ein Verklemmen und ein Ausfall sicher ausgeschlossen sind.The The object underlying the invention is to install friendly helical gear to create with a floating bearing, in which a jamming and a Failure are safely excluded.
Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst.The explained Task is according to the invention solved with the features of claim 1 in an advantageous manner.
Bei der Wälzlageranordnung nach der Erfindung bilden die beiden Käfige eine Montage-Einheit, die einen Außenlaufring entbehrlich werden lässt, so dass nicht zuletzt eine wesentliche Verbilligung der Wälzlageranordnung erzielt ist. Auch das bei Verwendung eines Außenlaufringes erforderliche Einpressen des Lagers sowie eine diesbezügliche Montagevorrichtung sind in Fortfall gekommen.at the rolling bearing assembly According to the invention, the two cages form a mounting unit, the an outer race can be dispensed with, so that not least a significant cheapening of the rolling bearing assembly achieved. Also required when using an outer race Pressing the bearing and a related mounting device are got out of business.
Bei der Wälzlageranordnung nach der Erfindung könnte die lösbare Verbindung der Käfige bspw. als eine Relativbewegungen zulassende reibschlüssige Klemmverbindung ausgebildet sein.at the rolling bearing assembly according to the invention could the detachable Connection of the cages For example, as a relative movements permitting frictional clamping connection be educated.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer Schrägverzahnung an den Zähnen eine in Richtung der Lagerachse des Zahnrades wirkende Axialkraft entsteht, welche proportional zu dem von dem Zahnrad übertragenen Antriebsmoment ist. Eine derartige Axialkraft ist für eine Geradverzahnung nicht vorhanden.Of the Invention is based on the finding that in a helical gearing one on the teeth axial force acting in the direction of the bearing axis of the gear wheel is created, which is proportional to the drive torque transmitted by the gear is. Such an axial force is not for a straight toothing available.
Die Axialkraft bewirkt ein Kippmoment, welches auf eine Verkippung des Zahnrades gerichtet ist. Dies bewirkt, dass im Gegensatz zu einer Geradverzahnung die radialen Abstützkräfte auf der Welle nicht gleichmäßig verteilt sind, sondern vielmehr Spannungsspitzen in axial außen liegenden Bereichen des Zahnrades entstehen. Für den Fall zweier separater Käfige bedeutet dies, dass ein Käfig in seinem oben liegenden Außenbereich nach unten gepresst wird und ein Käfig in seinem untenliegenden Außenbereich nach oben gepresst wird.The axial force causes a tilting moment, which is directed to a tilting of the gear. This causes, in contrast to a straight line toothing the radial support forces on the shaft are not evenly distributed, but rather voltage peaks occur in axially outer regions of the gear. In the case of two separate cages, this means that a cage is pressed downwards in its overhead outer area and a cage is pressed upwards in its underlying outer area.
Eine derartige ungünstige Ausrichtung der Käfige kann erfindungsgemäß vermieden werden, indem die Käfige zu einer Baueinheit zusammengeclipst werden.A such unfavorable Alignment of the cages can be avoided according to the invention be by the cages be clipped together to form a structural unit.
Des Weiteren tritt der vorgenannte Effekt nicht bei jeder der genannten Ausführungsformen eines Losrades auf. Zum Eintritt des Effektes muss vielmehr eine Axialkraft an den Zähnen wirken.Of Further, the aforementioned effect does not occur in each of the above embodiments a loose wheel on. To enter the effect must rather a Axial force on the teeth Act.
Notwendige Bedingung für das Auftreten der genannten Axialkraft ist das Vorhandensein einer Schrägverzahnung. Diese Erkenntnis liegt dem Gegenstand der Erfindung zugrunde.necessary Condition for the occurrence of said axial force is the presence of a helical toothing. This finding is the subject of the invention.
Des Weiteren muss zum Eintritt des Effektes während der wälzenden Bewegung der Wälzlageranordnung eine Axialkraft wirken. Für ein "herkömmliches" Losrad gemäß dem Stand der Technik wirkt aber die Axialkraft lediglich in geschaltetem Zustand, also bei durch eine Synchronisiereinrichtung überbrückter Wälzlageranordnung. Die vorliegende Erfindung hat daher erkannt, dass der Einsatz der Wälzlageranordnung besonders vorteilhaft ist für die Radiallagerung eines bei einer Drehmomentübertragung relativ zu einer Lagerachse (Lagerbolzen) drehbaren Zahnrades.Of Further must to the occurrence of the effect during the rolling movement of the rolling bearing assembly an axial force act. For a "conventional" idler gear according to the state However, the technique only affects the axial force in switched mode Condition, ie in bridged by a synchronizer rolling bearing assembly. The present invention has therefore recognized that the use of the roller bearing assembly is particularly advantageous for the radial bearing one in a torque transmission relative to a Bearing axle (bearing pin) rotatable gear.
Das schrägverzahnte Zahnrad mit einer Loslagerung kann insbesondere bei Wälznadellagerungen von schrägverzahnten Zahnrädern – wie dem die Drehsinnumkehr vermittelnden Zwischenzahnrad einer Zahnradstufe für den Rückwärtsgang eines Kraftfahrzeug-Zahnräderwechselgetriebes – Anwendung finden. Bei einer solchen üblicher Weise als Loslager ausgelegten bekannten Wälzlageranordnung können Kippmomente auftreten, welche ein Verklemmender Nadelrollen und dadurch Torsionsmomente an den Nadelkäfigen verursachen, die durch die erfindungsgemäße Relativbeweglichkeit der Nadelkäfige gegeneinander abgebaut oder ganz vermieden sind.The helical Gear with a floating bearing can in particular Wälznadellagerungen of helical teeth Gears - like that the direction of rotation reversing intermediate gear of a gear stage for the reverse gear of a motor-vehicle change-speed gearbox - find application. In such a usual Manner designed as a floating bearing known rolling bearing assembly tilting moments occur, which is a jamming needle rollers and torsional moments at the needle cages caused by the relative mobility of the invention needle cages degraded or completely avoided.
Bei der Wälzlageranordnung nach der Erfindung könnte der Formschluss der beiden komplementären Verbindungsteile in Bezug auf seine geometrische Hauptachse derart quer oder senkrecht zu den Zylinderachsen der Wälzkörper ausgebildet sein, dass die beiden Käfige mit ihrem jeweils zugehörigen Verbindungsteil beim Montieren oder Demontieren translatorische Relativbewegungen zueinander unter paralleler Ausrichtung ihrer Käfighauptachsen ausführen.at the rolling bearing assembly according to the invention could the positive connection of the two complementary connecting parts in relation on its geometric main axis so transversely or perpendicular to the Cylinder axes of the rolling elements formed be that the two cages with their respective associated connection part during assembly or disassembly translational relative movements to execute each other under parallel alignment of their cage main axes.
Erfindungsgemäß können die beiden Käfige mit ihrem jeweils zugehörigen Verbindungsteil axiale Relativbewegungen zueinander unter koaxialer Ausrichtung ihrer Käfighauptachsen zur Hauptachse der Wälzlageranordnung ausführen. Dies hat den Vorteil, dass die lösbare Verbindung quasi als Steckkupplung ausgebildet sein kann.According to the invention can with both cages their respective associated Connecting part axial relative movements to each other under coaxial Alignment of their cage main axes to the main axis of the rolling bearing assembly To run. This has the advantage that the detachable Connection can be formed quasi as a plug-in coupling.
Bei der Wälzlageranordnung nach der Erfindung können übliche Mittel – bspw. in bajonettartiger Form – zur gegenseitigen lösbaren Verriegelung der komplementären Verbindungsteile vorgesehen sein.at the rolling bearing assembly According to the invention, conventional means - eg. in bayonet form - for mutual detachable Locking the complementary Be provided connecting parts.
Dabei ist ein Rasteneingriff bei den Verbindungsteilen zu ihrer gegenseitigen Fixierung in der Schließ-Stellung verwendet.there is a detent engagement at the connecting parts to their mutual Fixation in the closed position used.
Bei der Wälzlageranordnung hat sich die Ausgestaltung der lösbaren Verbindung für die Käfige als Clipsverbindung nach Patentanspruch 5 insbesondere für die Montage als zweckmäßig ergeben.at the rolling bearing assembly has become the embodiment of the releasable Connection for the cages as a clip connection according to claim 5, in particular for assembly as appropriate.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Wälzlageranordnung nach der Erfindung sieht eine Klebverbindung gemäß Patentanspruch 6 vor.A further advantageous embodiment of the roller bearing assembly According to the invention provides an adhesive bond according to claim 6.
Beide Käfige können identisch ausgebildet sein.Both cages can be formed identical.
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform näher beschrieben. In der Zeichnung bedeutenThe Invention is described below with reference to a in the drawing schematically illustrated embodiment described in more detail. In the drawing mean
Ein
Lagerbolzen
Bei
der Wälzlagerung
nach der Erfindung sind die beiden Reihen
Die
im geschlossenen Zustand der Verbindung
Jeder
Käfig
Beide
Käfige
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