DE102004024003A1 - Support for a drive pinion shaft, in particular a four-wheel front axle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Vorderachsdifferential eines Allrad-Antriebsstranges. Dabei ist die Lagerung der Ritzelwelle in einem Einsatz angeordnet, wobei diese Lagerung aus Kegelrollenlagern in O-Anordnung besteht, deren Vorspannung über eine Weg-Vorgabe eingestellt ist.The invention relates to a Vorderachsdifferential a four-wheel drive train. In this case, the bearing of the pinion shaft is arranged in an insert, wherein this bearing consists of tapered roller bearings in an O arrangement whose preload is adjusted via a path specification.
Description
Die Erfindung betrifft gemäß Patentanspruch 1 eine Lagerung für eine Antriebsritzelwelle, insbesondere eines Allrad-Vorderachsgetriebes.The Invention relates according to claim 1 a storage for a drive pinion shaft, in particular a four-wheel front axle.
Bei
einer bekannten Lagerung der eingangs genannten Art (
Bei dieser bekannten Lagerung sollen die sich sonst bei Verwendung von zwei besonderen Gehäuseeinsätzen aus Stahl für die Abstützung je eines der Kegelrollenlager und bei Verwendung von Aluminium als Werkstoff für das diese zwei getrennten Gehäuseeinsätze halternde Achsgehäuse aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stahl und Aluminium zwangsläufig einstellenden Nachteile wie Spiel zwischen jeweiligem Gehäuseeinsatz und Achsgehäuse bzw. Längendifferenzen zwischen Achsgehäuse und Antriebsritzelwelle und dgl. vermieden sein. Dies soll dadurch erreicht sein, dass das Achsgehäuse aus Leichtmetall besteht und dass die radiale Abstützung des Lageraußenringes des dem gehäuseäußeren Wellenende zugeordneten Lagers unmittelbar in einem Lagerauge des Achsgehäuses erfolgt und ein Winkel γ, der zwischen der Wälzfläche des Lageraußenringes des dem gehäuseäußeren Wellenende der Antriebswelle zugeordneten Lagers und der Lagerachse der Antriebswelle eingeschlossen wird, ein Abstand L zwischen einer ersten axialen Stützfläche des Achsgehäuses für den Lageraußenring des dem gehäuseäußeren Wellenende der Antriebswelle zugeordneten Lagers und einer zweiten Stützfläche des Achsgehäuses für den Ringflansch, ein dem Werkstoff des Achsgehäuses zugehöriger Wärmeausdehnungskoeffizient αG, ein dem Werkstoff der Antriebswelle und des Einsatzes angehöriger zweiter Wärmeausdehnungskoeffizient αL, eine Temperaturdifferenz ΔtG zwischen der Temperatur des Achsgehäuses, bei der der Presssitz zwischen dem Lagerauge des Achsgehäuses und dem dem gehäuseäußeren Wellenende der Antriebswelle zugeordneten Lager gegen Null geht und der Ausgangstemperatur sowie eine Temperaturdifferenz ΔtL zwischen der mittleren Temperatur der Antriebswelle und des dem gehäuseäußeren Wellenende der Antriebswelle zugeordneten Lagers, bei der der Presssitz zwischen diesem Lager und dem Lagerauge des Achsgehäuses gegen Nul geht und der Ausgangstemperatur sowie eine Durchmesserdifferenz ΔdL zwischen dem Außendurchmesser des Lageraußenringes im entspannten Zustand und dem Außendurchmesser des Lagerauges im eingebauten Zustand bei Raumtemperatur im Verhältnis zueinander stehen.In this known storage should otherwise with the use of two special steel housing inserts for supporting one of the tapered roller bearings and when using aluminum as a material for these two separate housing inserts halternde axle housing due to the different thermal expansion coefficients of steel and aluminum inevitably adjusting disadvantages such Game between respective housing insert and axle housing or differences in length between the axle housing and drive pinion shaft and the like. Be avoided. This is to be achieved in that the axle housing is made of light metal and that the radial support of the bearing outer ring of the housing outer shaft end associated bearing takes place directly in a bearing eye of the axle housing and an angle γ, which is assigned between the rolling surface of the bearing outer ring of the housing outer shaft end of the drive shaft Bearing and the bearing axis of the drive shaft is included, a distance L between a first axial support surface of the axle housing for the bearing outer ring of the housing outer shaft end of the drive shaft associated bearing and a second support surface of the axle housing for the annular flange, a material of the axle housing associated thermal expansion coefficient α G , a second coefficient of thermal expansion α L belonging to the material of the drive shaft and the insert, a temperature difference Δt G between the temperature of the axle housing, in which the interference fit between them n the bearing eye of the axle housing and the housing outer shaft end of the drive shaft associated bearing goes to zero and the output temperature and a temperature difference .DELTA.t L between the average temperature of the drive shaft and the housing outer shaft end of the drive shaft associated bearing in which the press fit between this bearing and the Bearing eye of the axle housing against Nul and the starting temperature and a diameter difference Δd L between the outer diameter of the bearing outer ring in the relaxed state and the outer diameter of the bearing eye when installed at room temperature in proportion to stand by each other.
Ferner ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 103 31 348.6-12 bereits eine Lagerung für ein Achsgetriebe bekannt.Further is from the unpublished DE 103 31 348.6-12 already a storage for an axle drive known.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine hinsichtlich der Lagervorspannung genau einstellbare Lagerung einer Antriebsritzelwelle zu schaffen.task The invention is a precise in terms of bearing preload to provide adjustable storage of a drive pinion shaft.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.These Task is according to the invention with the Characteristics of claim 1 solved.
Erfindungsgemäß ist eine Wälzlagerung in O-Anordnung zur Lagerung der Antriebsritzelwelle vorgesehen. Diese Lagerung kann insbesondere eine Kegelrollenlagerung sein. Dabei steht ein Kegelrollenlager dem Ritzelkopf näher und ein anderes Kegelrollenlager steht einem schraubbaren Gewindeträger näher, mit welchem die Vorspannung in die Lagerung eingebracht wird. Der Gewindeträger wird zur Herstellung der Lagervorspannung erfindungsgemäß solange in axialer Richtung auf den Ritzelkopf geschraubt, bis er so fest gegen einen Absatz der Antriebsritzelwelle anliegt, dass eine weitere Verschraubung nicht mehr möglich ist. Zwischen dem Gewindeträger und dem Ritzelkopf werden somit die beiden Lagerinnenringe verspannt, wobei sie sich im Fluss der Spannung über die Lageraußenringe gegeneinander an einem Einsatz im Gehäuse abstützen. Demzufolge wird die Lagervorspannung über den axialen Einstellweg vorgegeben.According to the invention, a roller bearing is provided in an O arrangement for mounting the drive pinion shaft. This storage may be in particular a tapered roller bearing. In this case, a tapered roller bearing is the pinion head closer and another tapered roller bearing is closer to a screw threaded fastener, with which the bias is introduced into the storage. The threaded carrier is inventively screwed for producing the bearing preload in the axial direction of the pinion head until it rests so firmly against a shoulder of the drive pinion shaft, that a further screw is no longer possible. Thus, the two bearing inner rings are braced between the thread carrier and the pinion head, wherein they are supported in the flow of tension on the bearing outer rings against each other on an insert in the housing. Consequently, the bearing preload on the specified axial adjustment.
Dieser Einstellweg, der vorgibt, wie weit der ritzelkopfferne Lagerinnenring auf den ritzelkopfnahen Lagerinnenring verschoben wird, wird mittels individuell angepasster Weg- Einstellmittel vorgegeben, die zwischen dem Gewindeträger und dem diesem näher stehenden Lagerinnenring angeordnet sind. Die individuell angepassten Weg-Einstellmittel können insbesondere Distanzscheiben bzw. Distanzringe sein. Ebenso kann jedoch auch individuell angepasst Material von
- – einem Absatz der Antriebsritzelwelle oder
- – dem Gewindeträger oder
- – einer Hülse zwischen Gewindeträger und Lagerinnenring oder
- – dem Lagerinnenring selbst
- - A paragraph of the drive pinion shaft or
- - the thread carrier or
- - A sleeve between the thread carrier and bearing inner ring or
- - the bearing inner ring itself
Der Gewindeträger kann insbesondere eine Einstellmutter sein. Zwischen dem ritzelkopffernen Lagerinnenring und dieser Einstellmutter kann insbesondere ein Anschlussflansch axialverschieblich und koaxial auf der Antriebsritzelwelle aufgesteckt sein. Dieser Anschlussflansch zur Drehmomentübertagragung kann sich somit in besonders vorteilhafter Weise einerseits direkt oder indirekt am Gewindeträger und andererseits am Lagerinnenring axial abstützen. Die Erfindung ist dabei besonders vorteilhaft in Kombination mit einem solchen axialverschieblichen Anschlussflansch, da zur Drehmomentübertragung vom Anschlussflansch auf die Antriebsritzelwelle eine Keilwellenverbindung vorgesehen sein kann, die zwar die geforderte Axialverschlieblichkeit gewährleistet, jedoch starken Fertigungstoleranzen unterworfen ist. Infolge der erfindungsgemäßen Weg-Einstellung spielt die toleranzbedingt streuende Reibung an der Keilwellenverzahnungen bei Herstel lung der Lagervorspannung beispielsweise im Gegensatz zur Lagervorspannungseinstellungen mittels Reibmomentmessung keine Rolle.Of the thread carrier may in particular be an adjusting nut. Between the pinion head remote bearing inner ring and this adjusting nut can in particular a connection flange axially displaceable and coaxial plugged onto the drive pinion shaft be. This flange for torque transfer can thus be in a particularly advantageous manner, on the one hand directly or indirectly on the thread carrier and on the other hand axially supported on the bearing inner ring. The invention is here particularly advantageous in combination with such axialverschieblichen Connection flange, as for torque transmission from the connection flange provided on the drive pinion shaft a spline connection can be, which ensures the required Axialverschlieblichkeit, However, subject to strong manufacturing tolerances. As a result of inventive path adjustment plays the tolerance caused by scattering friction on the splines in manufacture ment of the bearing preload, for example, in contrast for bearing preload settings by friction torque measurement none Role.
Erfindungsgemäß ist die Einstellung der Lagervorspannung auch deshalb besonders genau, da der dünnste Bereich der beiden Lagerinnenringe erfindungsgemäß nicht zwischen zwei Axialabsätzen verspannt wird. Dieser dünnste Bereich liegt an den aufeinander zuweisenden axialen Enden der Lagerlaufbahnen der beiden Innenringe. Würde der Lagerinnenring entgegen der Erfindung zwischen einer Einstellmutter und einem axialen Absatz verspannt werden und sich infolge der geringen Materialstärke am dünnsten Bereich verformen, so wäre eine Vorspannungseinstellung infolge der je nach Lager toleranzbedingt sehr stark streuenden Verformungen am Lagerinnenring ungenau und nicht reproduzierbar. Der dünnste Bereich ist dabei umso dünner, je größer der Winkel ist, der zwischen der Wälzkörperlängsachse und der Lagerlängsachse bzw. Antriebritzelwellenlängsachse aufgespannt wird.According to the invention Setting the bearing preload therefore particularly accurate because of thinnest Area of the two bearing inner rings according to the invention not clamped between two Axialabsätzen becomes. This thinnest Region is located on the facing axial ends of the bearing raceways the two inner rings. Would the bearing inner ring contrary to the invention between an adjusting nut and an axial paragraph are strained and due to the low Material thickness at thinnest Deform area, so would be a bias setting due to the tolerance depending on the bearing very strongly scattering deformations on the bearing inner ring inaccurate and not reproducible. The thinnest The area is thinner, the bigger the Angle is that between the Wälzkörperlängsachse and the bearing axis or Antriebritzelwellenlängsachse is spanned.
Die erfindungsgemäße Konfiguration macht ein Ausmessen der notwendigen Dicke der Distanzscheibe bzw. der Materialabnahme am Absatz nötig. Beim Großserieneinsatz ist dabei das Vorhalten einer großen Anzahl von Distanzscheiben unterschiedlicher Dicke von Vorteil, wohingegen beim mittelgroßen Serieneinsatz und bei der Einzelstückfertigung auch die besagte Materialabnahme in Frage kommt. Insbesondere die Nutzfahrzeugproduktion ist relativ zur Pkw-Produktion als mittelgroßer Serieneinsatz zu sehen. Das Ausmessen der notwendigen Dicke bzw. Materialabnahme kann sowohl mit dem „Push-pull"-Verfahren durch „Ziehen" und „Drücken" erfolgen. Ebenso kann durch exaktes Ausmessen der Lagereinheit im vorgespannten Zustand die notwendige Dicke bzw. Materialabnahme ermittelt werden.The inventive configuration makes a measurement of the necessary thickness of the spacer or Material removal on the heel necessary. At the Large-scale production is the provision of a large number of spacers different thickness of advantage, whereas in medium-sized production use and in the single piece production too the said material decrease comes into question. In particular, commercial vehicle production is to be seen as a medium-sized series production relative to the car production. The measurement of the necessary thickness or material removal can both with the "push-pull" method by "pulling" and "pressing" can by exact measurement of the bearing unit in the prestressed state the necessary thickness or material decrease can be determined.
„Push-pull"-Verfahren:"Push-pull" method:
Dabei kann die erforderliche axiale Abmessung des Distanzringes dadurch bestimmt werden, dass durch axiales "Ziehen" und "Drücken" der Antriebsritzelwelle mit der gewünschten Vorspannkraft im vormontierten Zustand der Lagerung im Getriebegehäuse der sich einstellende Abstand zwischen dem Lagerinnenring des ritzelfernen Wälzlagers und dem signifikanten Anschlag an der Antriebsritzelwelle gemessen und daraus die axiale Abmessung des Distanzringes festgelegt wird. Im weiteren Montageablauf werden der Distanzring, der Lagerinnenring und die Nabe des Antriebsflansches auf die Antriebsritzelwelle aufgesetzt und durch Festschrauben der Gewindemutter mit einem vorgegebenen Drehmoment axial gegen den signifikanten Anschlag bzw. Absatz verspannt.there can the required axial dimension of the spacer ring thereby be determined that by axial "pulling" and "pushing" the drive pinion shaft with the desired Preload force in the preassembled state of the bearing in the transmission housing adjusting distance between the bearing inner ring of the pinion remote roller bearing and the significant stop on the drive pinion shaft and from the axial dimension of the spacer ring is determined. In the further assembly process, the spacer ring, the bearing inner ring and put the hub of the drive flange on the drive pinion shaft and by tightening the nut with a predetermined Torque axially clamped against the significant stop or paragraph.
Exaktes Ausmessen:Exact measurement:
Dabei können die beiden Kegelrollenlager in besonders vorteilhafter Weise mit einem Gehäuseeinsatz als Lagereinheit vormontiert werden. Die beiden Lagerinnenringe werden zwischen zwei Stempeln bzw. Hohldornen unter der später notwendigen Vorspannung exakt verspannt. Dann wird die Lagereinheit in dieser Aufspannung ausgemessen. Bei Verwendung eines Hohldornes zur Verspannung der Lagereinheit kann der Messfühler durch den Hohldorn durchgeführt werden.The two tapered roller bearings can be pre-assembled in a particularly advantageous manner with a housing insert as a storage unit. The two bearing inner rings are exactly clamped between two punches or hollow mandrels under the later necessary bias. Then the bearing unit is measured in this clamping. at Using a hollow mandrel for clamping the bearing unit, the probe can be performed by the hollow mandrel.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von drei in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben. In der Zeichnung bedeuten:The Invention is described below with reference to three in the drawing illustrated embodiments described in more detail. In the drawing mean:
Gemäß
Die
Antriebsritzelwelle
Insbesondere
in folgenden Punkten stimmen auch die Ausführungsbeispiele gemäß
Die
Antriebsritzelwelle
The drive pinion shaft
Der
Gehäuseeinsatz
Die
Antriebsritzelwelle
Während das
dem Lagerinnenring
Das
axiale Widerlager
Die
drei Ausführungsformen
der Lagerung nach der Erfindung unterscheiden sich durch die jeweils
besondere Anordnung bzw. axiale Lage eines zur Sicherung der Lagervorspannung
konzentrisch auf der Antriebsritzelwelle
Bei
der ersten Ausführungsform
gemäß
Durch
die mittelbare Abstützung
der Gewindemutter
Dabei
ist in der Zeichnung der Fluss der Vorspannung dargestellt, wobei
dieser sich in zwei parallele Flüsse
Bei
der zweiten Ausführungsform
gemäß
Diese
Vorteile der zweiten Ausführungsform sind
auch bei der dritten Ausführungsform
gemäß
Die
beiden als Kegelrollenlager ausgeführten Wälzlager
Die Bestimmung der notwendigen Dicke der Distanzscheiben zur Einstellung der Lagervorspannung kann mittels des an sich bekannten „push-pull"-Verfahrens erfolgen.The Determination of the necessary thickness of the spacers for adjustment the bearing preload can be done by means of the known "push-pull" method.
Ferner
kann die notwendige Dicke der Distanzscheibe
- – den beiden
Wälzlagern
7 ,8 und - – der
Lagerbuchse
100
- - the two rolling bearings
7 .8th and - - the bearing bush
100
Das in den Ausführungsbeispielen dargestellte Achsgetriebe kann insbesondere Anwendung als Vorderachsgetriebe in einem Allrad-Antriebsstrang finden, der gemäß der DE 103 33 947.7-14 bzw. der DE 103 33 946.9-12 bzw, der DE 103 33 945.0-12 ausgeführt ist. Letztere Anmeldungen sollen diesbezüglich als im Inhalt dieser Anmeldung aufgenommen gelten.The in the embodiments Axis transmissions shown can be used in particular as Vorderachsgetriebe find in a four-wheel drive train, according to DE 103 33 947.7-14 or DE 103 33 946.9-12 or DE 103 33 945.0-12 is executed. The latter registrations should in this regard apply as included in the content of this application.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.at the described embodiments is they are only exemplary embodiments. A combination of described features for different embodiments is also possible. Further, in particular not described features of the invention belonging Device parts are the geometries shown in the drawings to remove the device parts.
Claims (9)
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2005
- 2005-05-12 WO PCT/EP2005/005163 patent/WO2005111443A1/en active Application Filing
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2005111443A1 (en) | 2005-11-24 |
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