DE102007025467A1

DE102007025467A1 - Wälzlagerung, insbesondere für die Antriebswellen-Festscheibe eines stufenlosen Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes

Info

Publication number: DE102007025467A1
Application number: DE102007025467A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Biermann; Roland Kern
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2008-12-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlagerung, insbesondere für die Antriebswellen-Festscheibe (6) eines stufenlosen Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes (1), welche im Wesentlichen aus zumindest einem Wälzlager (14) zur Aufnahme von Radialkräften und zumindest einem Wälzlager (15) zur Aufnahme von Axialkräften besteht. Erfindungsgemäß werden die Wälzlager (14, 15) zur Aufnahme der Axial- und Radialkräfte durch eine mit einem gemeinsamen äußeren Lagerring (16) und einem gemeinsamen inneren Lagerring (17) ausgebildete, kombinierte Lagerbaueinheit (18) gebildet, die unter Nutzung des zwischen vergleichbaren Einzellagern bestehenden ungenutzten Axialbauraumes mit zumindest einer Reihe axial verlängert ausgebildeten Radialwälzkörpern (19) und zumindest einer Reihe unmittelbar daneben angeordneten, zusätzlich axial verkürzt ausgebildeten Axialwälzkörpern (20) befüllt ist und dadurch bei unverändertem Bauraumbedarf eine erhöhte statische und dynamische Tragzahl aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Wälzlagerung nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, und sie insbesondere vorteilhaft bei der Lagerung der Antriebswelle und der Festscheibe im Gehäuse eines stufenlosen Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes anwendbar.
Hintergrund der Erfindung
Stufenlose Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe sind in der automobilen Antriebstechnik eine interessante Alternative zu konventionellen Getriebekonzepten wie Handschaltgetriebe oder Stufenautomaten. Der Einsatz von Kegelscheiben-Umschlingungsgetrieben ermöglicht es, den Verbrennungsmotor in weiten Betriebsbereichen nahe dem optimalen Verbrauchs- oder maximalen Leistungspunkt zu betreiben. Neben einer Steigerung der Fahrleistung kann damit zugleich eine Reduzierung von Kraftstoffverbrauch, Geräuschemission und Schadstoffausstoß erzielt werden, so dass Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe wesentlich zu einer Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades des Antriebsstranges beitragen.
Derartige stufenlose Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe sind beispielsweise aus der DE 199 09 347 A1 bekannt und bestehen im Wesentlichen aus einer mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in Verbindung stehenden Antriebswelle und aus einer mit den Antriebsrädern des Fahrzeuges in Verbindung stehenden Abtriebswelle, auf denen zwei sich gegenüberliegende Kegelscheibenpaare angeordnet sind, die jeweils aus einer mit der Welle starr verbundenen Festscheibe und aus einer auf der Welle hydraulisch axial verschiebbaren Losscheibe bestehen. Die Kegelscheibenpaare bilden dabei zwischen sich jeweils einen Kegelraum mit veränderlicher Weite zur Aufnahme eines Umschlingungsmittels, das zumeist als Zug- oder Schubgliederkette ausgebildet ist und über deren Kettenbolzen die Kraftübertragung zwischen den Kegelscheibenpaaren der An- und Abtriebswelle durch Reibschluss erfolgt. Die stufenlose Übersetzung zwischen An- und Abtriebswelle wird dabei mit solchen Kegelscheiben-Umschlingungsgetrieben dadurch realisiert, dass an den Losscheiben der An- und Abtriebswelle die erforderlichen hydraulischen Anpressdrücke aufgebracht werden, wobei ein Regler einerseits die aus dem Radienverhältnis resultierende Übersetzung und andererseits die für die reibschlüssige Momentübertragung erforderliche Anpressung überwacht.
Aus 1 der genannten Druckschrift geht darüber hinaus auch hervor, dass die auf der Antriebswelle befestigte Festscheibe des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes einseitig eine Nabe aufweist, zwischen der und dem Gehäuse des Umschlingungsgetriebes eine Axial- und Radialkräfte aufnehmende Wälzlagerung für die Festscheibe und die Antriebswelle angeordnet ist. Diese Wälzlagerung besteht zum einen aus einem Zylinderrollenlager ohne inneren Lagerring, das zur Aufnahme von Radialkräften vorgesehen ist und dessen durch Axialborde am äußeren Lagerring sowie durch einen Lagerkäfig und geführte Zylinderrollen direkt auf der Nabe der Festscheibe abrollen. Zum anderen wird die Wälzlagerung durch ein axial zu diesem Zylinderrollenlager beabstandet angeordnetes Rillenkugellager gebildet, das zur Aufnahme von Axialkräften vorgesehen ist und standardgemäß einen inneren und einen äußeren Lagerring sowie eine Vielzahl zwischen diesen Lagerringen in rillenförmigen Laufbahnen abrollender Lagerkugeln aufweist, die ebenfalls durch einen Lagerkäfig geführt werden.
In der Praxis hat es sich zwar gezeigt, dass unter den aktuellen Betriebsbedingungen der derzeitigen Getriebebaureihen bzw. Motorengenerationen die mit dieser Wälzlagerung für die Festscheibe und die Antriebswelle des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes übertragbaren Lastmomente ausreichend sind, jedoch weist diese Wälzlagerung kein weiteres Potential auf, um für zukünftige Getriebebaureihen bzw. Motorenentwicklungen die Tragfähigkeit der Lagerstelle entscheidend erhöhen zu können. Zwar könnte man eine solche Traglasterhöhung der Lagerstelle in einfacher Weise durch ein stärker dimensioniertes Zylinderrollenlager und ein ebenso verstärktes Rillenkugellager realisieren, jedoch ist eine solche Maßnahme durch den begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraum zumeist nur mit aufwändigen Änderungen der Umgebungskonstruktion und den damit verbundenen erhöhten Kosten ausführbar.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Wälzlagerung, ins-besondere für die Antriebswellen-Festscheibe eines stufenlosen Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes, zu konzipieren, mit der ohne Veränderungen des zur Verfügung stehenden Bauraums bei zumindest annähernd gleichen Kosten wie für bisherige Lagerlösungen eine wesentliche Erhöhung der Tragfähigkeit der Lagerstelle möglich ist.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Wälzlagerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Wälzlager zur Aufnahme der Axial- und Radialkräfte durch eine mit einem gemeinsamen äußeren Lagerring und einem gemeinsamen inneren Lagerring ausgebildete, kombinierte Lagerbaueinheit gebildet werden, die unter Nutzung des zwischen vergleichbaren Einzellagern bestehenden ungenutzten Axialbauraumes mit zumindest einer Reihe axial verlängert ausgebildeten Radialwälzkörpern und zumindest einer Reihe unmittelbar daneben angeordneten, zusätzlich axial verkürzt ausgebildeten Axialwälzkörpern befüllt ist und dadurch bei unverändertem Bauraumbedarf eine erhöhte statische und dynamische Tragzahl aufweist.
Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass es durch Einsatz einer kombinierten Lagerbaueinheit anstelle von zwei Einzellagern möglich ist, den bisher ungenutzten Axialbauraum zwischen den Einzellagern in der Form zu nutzen, dass das Wälzlager zur Aufnahme der Radialkräfte mit im Durchmesser zwar gleichen jedoch verlängert ausgebildeten Wälzkörpern befüllbar ist und allein dadurch bereits für höhere Belastungen geeignet ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerung vorgesehen, dass als Wälzlager zur Aufnahme der Radialkräfte bevorzugt ein einreihiges Rollenlager mit als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörpern vorgesehen ist. Die Zylinderrollen rollen dabei auf durch die Innenseite des äußeren Lagerrings und durch die Außenseite des inneren Lagerrings der Lagerbaueinheit gebildeten, ebenen Laufbahnen ab und liegen mit einer Stirnseite an einem axialen Bord am äußeren Lagerring an. Anstelle einer Reihe axial langer Zylinderrollen ist es jedoch auch denkbar, zwei oder mehr Reihen axial kürzerer Zylinderrollen oder auch ein oder mehrere Reihen anderer geeigneter Rollenwälzkörper, beispielsweise längliche Tonnenrollen, für das Wälzlager zur Aufnahme der Radialkräfte zu verwenden.
Nach Anspruch 3 ist es ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäß ausgebil deten Wälzlagerung, dass als Wälzlager zur Aufnahme der Axialkräfte bevorzugt ein einreihiges Vierpunktlager mit als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörpern vorgesehen ist, die in einseitig neben den ebenen Laufbahnen der Radialwälzkörper in die Innenseite des äußeren Lagerrings und in die Außenseite des inneren Lagerrings der Lagerbaueinheit eingearbeiteten, rillenförmigen Laufbahnen abrollen. Die rillenförmigen Laufbahnen in den Lagerringen weisen dabei im Querschnitt ein gotisches Schliffbild auf, so dass diese zusammen mit den Kugelrollen ein klassisches Vierpunktlager bilden, das sämtliche im Lagerbetrieb auftretenden axialen Schubkräfte aufnimmt. Gleichzeitig wird dadurch der an den einen Stirnseiten der Radialwälzkörper anliegende axiale Bord am äußeren Lagerring der Lagerbaueinheit nicht mehr belastet, so dass dieser lediglich noch die Funktion einer Verlustsicherung hat.
Die besondere Charakteristik der als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper der erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlagerung ist es gemäß den Ansprüchen 4 und 5, dass diese jeweils zwei axialseitig symmetrisch von ihrer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Stirnflächen aufweisen und somit nur etwa 70% des Axialbauraums gegenüber vergleichbaren Lagerkugeln bei gleicher oder höherer Traglast benötigen. Dadurch ist es möglich, die Laufbahnen der Axialwälzkörper der Lagerbaueinheit weiter axial nach außen zu verschieben, so dass der dadurch und durch die Form der Kugelrollen gewonnene axiale Bauraum für axial noch längere und damit noch höher tragfähige Radialwälzkörper genutzt werden kann. Gleichzeitig wird dadurch, dass eine Stirnfläche dieser Kugelrollen direkt oder durch Zwischenlegen einer reibungsmindernden Anlaufscheibe mit der anderen Stirnseite der als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper in Stützkontakt steht, vermieden, dass die als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper bei niedrigen Drehzahlen in ihren Laufbahnen quertaumeln oder verkippen. Zweckmäßigerweise ist deshalb auch der Durchmesser der als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper größer als der Durchmesser der als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper, wobei jedoch die abgeflachten Stirnflächen der Kugelrollen und die Zylinderrollen bzw. zumindest deren mit den Kugelrollen in Stützkontakt stehende Stirnseite annähernd den gleichen Durchmesser aufweisen.
Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerung ist es nach Anspruch 6 desweiteren, dass sowohl die als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper als auch die als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper in gleicher Anzahl in der Lagerbaueinheit angeordnet und durch einen gemeinsamen, bevorzugt als Kunststoff-Fensterkäfig ausgebildeten Lagerkäfig in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass jeder der als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper durch jeweils einen der als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper abgestützt wird, so dass die Kugelrollen direkt mit einer Stirnfläche an den Stirnseiten der Zylinderrollen anliegend angeordnet werden können, da beide Wälzkörperreihen an ihren Berührungsflächen die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit aufweisen.
Dagegen zeichnet sich nach Anspruch 7 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlagerung dadurch aus, dass die Lagerbaueinheit vollrollig mit den als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörpern bestückt ist, während die als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper in geringerer Anzahl durch einen bevorzugt als Kunststoff-Schnappkäfig ausgebildeten Lagerkäfig in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten sind. Diese Ausführungsform zeichnet sich gegenüber der erstgenannten Ausführungsform dadurch aus, dass das Wälzlager zur Aufnahme der Radialkräfte mit einer besonders hohen Anzahl an Radialwälzkörpern befüllt werden kann und dadurch eine besonders hohe, annähernd doppelt so große Tragfähigkeit aufweist. Da bei dieser Bauart jedoch die als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper gegenüber den als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörpern unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten aufweisen, ist es bei dieser Ausführungsform vorteilhaft, neben jeden Radialwälzkörper eine mit einer reibungsmindernden Beschichtung, beispielsweise mit einer Phosphatbeschichtung, versehene Anlaufscheibe anzuordnen, um somit einem vorzeitigen Verschleiß und erhöhter Wärmeentwicklung durch Reibung vorzubeugen.
Schließlich wird es als vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäß ausge bildeten Wälzlagerung durch Anspruch 8 noch vorgeschlagen, dass zur Bestückung der Lagerbaueinheit mit einer größtmöglichen Anzahl an Axialwälzkörpern entweder deren innerer Lagerring oder deren äußerer Lagerring in Höhe der Axialmitte der rillenförmigen Laufbahnen der Axialwälzkörper geteilt ausgebildet ist. Bei der beschriebenen Ausführungsform mit gleicher Anzahl in der Lagerbaueinheit angeordneter und durch einen gemeinsamen Lagerkäfig geführter Axial- und Radialwälzkörper kann die Wälzkörpermontage dann bei geteiltem inneren Lagerring derart erfolgen, dass zunächst der Lagerkäfig in den äußeren Lagerring eingeführt wird, anschließend alle Wälzkörper von Innen her in den Lagerkäfig eingeklipst werden und abschließend von zwei Seiten der geteilte innere Lagerring in die Lagerbaueinheit eingesetzt wird. Bei geteiltem äußeren Lagerring wird analog dazu der Lagerkäfig auf den inneren Lagerring aufgeschoben, anschließend die Wälzkörper von Außen her in der Lagerkäfig eingeklipst und abschließend von zwei Seiten der geteilte äußere Lagerring auf die Lagerbaueinheit aufgesetzt. Bei der vollrollig mit Radialwälzkörpern bestückten und mit geringerer Anzahl an Axialwälzkörpern ausgebildeten Ausführungsform der Lagerbaueinheit erfolgt die Wälzkörpermontage dagegen derart, dass zunächst der äußere Lagerring auf einer höheren Ebene und der innere Lagerring ohne abgetrenntes Teil auf einer tieferen Ebene konzentrisch zueinander liegend angeordnet werden, anschließend der Zwischenraum zwischen den Lagerringen komplett mit Radialwälzkörpern befüllt wird, dann von Innen her die Axialwälzkörper auf den Stirnflächen der Radialwälzkörper aufliegend in ihre Laufbahn im äußeren Lagerring eingeführt werden sowie deren Lagerkäfig aufgeschnappt wird und abschließend der innere Lagerring in eine Ebene mit dem äußeren Lagerring verschoben sowie der abgetrennte Teil des innere Lagerrings in die Lagerbaueinheit eingesetzt wird. Um bei der derart montierten Lagerbaueinheit ein selbsttätiges Lösen des geteilten Lagerrings von den übrigen Teilen zu vermeiden, wird dieser schließlich noch an der Lagerbaueinheit durch eine zusätzlich Transportsicherung fixiert, die bevorzugt als in/auf die Lagerbaueinheit ein-/aufsteckbare Kunststoffhülse ausgebildet ist und beim Verbauen der Lagerbaueinheit wieder entfernt wird. Lediglich erwähnt werden soll noch, dass es zu Lasten der Wälzkörperanzahl für das Wälzlager zur Aufnahme der Axialkräfte natürlich auch möglich ist, den geteilten inneren oder äußeren Lagerring einteilig auszubilden.
Zusammenfassend weist somit die erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlagerung für die Antriebswellen-Festscheibe eines stufenlosen Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Wälzlagerungen den Vorteil auf, dass sie durch Ausbildung als kombinierte Lagerbaueinheit mit axial verlängerten Zylinderrollen als Radialwälzkörper und axial verkürzten Kugelrollen als Axialwälzkörper ohne Veränderungen des zur Verfügung stehenden Bauraums bei zumindest annähernd gleichen Kosten wie für bisherige Lagerlösungen eine wesentlich erhöhte statische und dynamische Tragzahl aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlagerung wird nachfolgend anhand zweier bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine vergrößerte Teilansicht der erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerung der Antriebsscheiben-Festscheibe eines stufenlosen Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes;
2 eine Einzeldarstellung einer erste Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerung;
3 eine Einzeldarstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt deutlich eine Teilansicht eines stufenlosen Kegelscheiben-Umschlin-gungsgetriebes 1, das im Wesentlichen aus einer mit der Kurbelwelle des Ver-brennungsmotors in Verbindung stehenden Antriebswelle 2 und aus einer mit den Antriebsrädern des Fahrzeuges in Verbindung stehenden Abtriebswelle 3 besteht, auf denen zwei sich gegenüberliegende Kegelscheibenpaare 4, 5 angeordnet sind. Diese Kegelscheibenpaare 4, 5 bestehen wiederum jeweils aus einer mit der Welle starr verbundenen Festscheibe 6, 7 und aus einer auf der Welle hydraulisch axial verschiebbaren Losscheibe 8, 9, die zwischen sich jeweils einen Kegelraum mit veränderlicher Weite zur Aufnahme eines Umschlingungsmittels bilden. Das Umschlingungsmittel ist dabei als Zuggliederkette 12 ausgebildet, über deren Kettenbolzen 13 die Kraftübertragung zwischen den Kegelscheibenpaaren 4, 5 der An- und Abtriebswelle 2, 3 durch Reibschluss erfolgt.
Desweiteren geht aus 1 hervor, dass die auf der Antriebswelle 2 befestigte Festscheibe 6 des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes 1 einseitig eine nicht näher bezeichnete Nabe aufweist, zwischen der und dem ebenfalls nicht näher bezeichneten Getriebegehäuse eine Axial- und Radialkräfte aufnehmende Wälzlagerung für die Festscheibe 6 und die Antriebswelle 2 angeordnet ist. Diese Wälzlagerung besteht im Wesentlichen aus einem Wälzlager 14 zur Aufnahme von Radialkräften und einem Wälzlager 15 zur Aufnahme von Axialkräften, die, wie auch den 2 und 3 entnehmbar ist, beide erfindungsgemäß durch eine mit einem gemeinsamen äußeren Lagerring 16 und einem gemeinsamen inneren Lagerring 17 ausgebildete, kombinierte Lagerbaueinheit 18 gebildet werden, welche mit einer Reihe axial verlängert ausgebildeten Radialwälzkörpern 19 und mit einer Reihe unmittelbar daneben angeordneten, zusätzlich axial verkürzt ausgebildeten Axialwälzkörpern 20 befüllt ist.
In konkreter Ausführung ist dabei als Wälzlager 14 zur Aufnahme der Radialkräfte, wie ebenfalls ist aus den 2 und 3 ersichtlich ist, ein einreihiges Rollenlager mit als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörpern 19 vorgesehen, die auf durch die Innenseite des äußeren Lagerrings 16 und durch die Außenseite des inneren Lagerrings 17 der Lagerbaueinheit 18 gebildeten, ebenen Laufbahnen 21, 22 abrollen und mit einer Stirnseite 23 an einem axialen Bord 25 am äußeren Lagerring 16 anliegen. Als Wälzlager 15 zur Aufnahme der Axialkräfte ist dagegen ein einreihiges Vierpunktlager mit als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörpern 20 vorgesehen, die in einseitig neben den ebenen Laufbahnen 21, 22 der Radialwälzkörper 19 in die Innenseite des äußeren Lagerrings 16 und in die Außenseite des inneren Lagerrings 17 der Lagerbaueinheit 18 eingearbeiteten, rillenförmigen Laufbahnen 26, 27 mit im Querschnitt gotischem Schliffbild abrollen.
Weiterhin wird es durch die 2 und 3 deutlich, dass die als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper 20 jeweils zwei axialseitig symmetrisch von ihrer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Stirnflächen 28, 29 aufweisen, von denen eine Stirnfläche 28 entweder, wie in 2, direkt, oder, wie in 3, durch Zwischenlegen einer reibungsmindernden Anlaufscheibe 30 mit der anderen Stirnseite 24 der als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper 19 in Stützkontakt steht. Zweckmäßigerweise ist deshalb deutlich sichtbar der Durchmesser der als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper 20 größer als der Durchmesser der als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper 19, während die abgeflachten Stirnflächen 28, 29 der Kugelrollen und die mit den Kugelrollen in Stützkontakt stehende andere Stirnseite 24 der Zylinderrollen annähernd den gleichen Durchmesser aufweisen.
Die Besonderheit der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Lagerbaueinheit ist es, dass sowohl die als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper 19 als auch die als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper 20 in gleicher Anzahl in der Lagerbaueinheit 18 angeordnet und durch einen gemeinsamen, als Kunststoff-Fensterkäfig ausgebildeten Lagerkäfig 31 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass jeder der als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper 20 durch jeweils einen der als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper 19 abgestützt wird, so dass durch die somit identischen Umlaufgeschwindigkeiten die Kugelrollen direkt mit ihren Stirnflächen 28 an den Stirnseiten 24 der Zylinderrollen anliegend angeordnet werden können.
Die in 3 gezeigte zweite Ausführungsform der Lagerbaueinheit 18 ist dagegen vollrollig mit den als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörpern 19 bestückt, während die als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper 20 in geringerer Anzahl durch einen als Kunststoff-Schnappkäfig ausgebildeten Lagerkäfig 32 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten sind. Diese zweite Ausführungsform zeichnet sich gegenüber der ersten Ausführungsform dadurch aus, dass das Wälzlager 14 zur Aufnahme der Radialkräfte mit einer besonders hohen Anzahl an Radialwälzkörpern 19 befüllt werden kann und dadurch eine besonders hohe Tragfähigkeit aufweist. Da bei dieser Bauart jedoch die als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper 19 gegenüber den als Kugelrollen ausgebildeten Axialwätzkörpern 20 unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten aufweisen, ist bei dieser Ausführungsform neben jedem Radialwälzkörper 19 eine mit einer reibungsmindernden Phosphatbeschichtung versehene Anlaufscheibe 30 angeordnet.
Schließlich geht aus den 2 und 3 als gemeinsames Merkmal der beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen noch hervor, dass zur Bestückung der Lagerbaueinheit 18 mit einer größtmöglichen Anzahl an Axialwälzkörpern 20 deren innerer Lagerring 17 in Höhe der Axialmitte der rillenförmigen Laufbahnen 26, 27 der Axialwälzkörper 20 geteilt ausgebildet ist. Bei der beschriebenen ersten Ausführungsform der Lagerbaueinheit 18 kann die Wälzkörpermontage dadurch dann derart erfolgen, dass zunächst der gemeinsame Lagerkäfig 31 in den äußeren Lagerring 16 eingeführt wird, anschließend alle Radial- und Axialwälzkörper 19, 20 von Innen her in den Lagerkäfig 31 eingeklipst werden und abschließend von zwei Seiten der geteilte innere Lagerring 17 in die Lagerbaueinheit 18 eingesetzt wird. Bei der beschriebenen zweiten Ausführungsform der Lagerbaueinheit 18 erfolgt die Wälzkörpermontage dadurch dagegen derart, dass zunächst der äußere Lagerring 16 auf einer höheren Ebene und der innere Lagerring 17 ohne abgetrenntes Teil auf einer tieferen Ebene konzentrisch zueinander liegend angeordnet werden, anschließend der Zwischenraum zwischen den Lagerringen 16, 17 komplett mit Radialwälzkörpern 19 befüllt wird, dann von Innen her die Axialwälzkörper 20 auf den Stirnflächen 24 der Radialwälzkörper 19 aufliegend in ihre Laufbahn 27 im äußeren Lagerring 16 eingeführt werden und deren Lagerkäfig 32 aufgeschnappt wird und abschließend der innere Lagerring 17 in eine Ebene mit dem äußeren Lagerring 16 verschoben sowie der abgetrennte Teil des innere Lagerrings 17 in die Lagerbaueinheit 18 eingesetzt wird. Um bei der derart montierten Lagerbaueinheit 18 ein selbsttätiges Lösen des geteilten inneren Lagerrings 17 von den übrigen Teilen zu vermeiden, wird dieser schließlich noch an der Lagerbaueinheit 18 durch eine als in die Lagerbaueinheit 18 einsteckbare Kunststoffhülse ausgebildete Transportsicherung 33 fixiert, die beim Verbauen der Lagerbaueinheit 18 wieder entfernt wird.

1: Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe
2: Antriebswelle
3: Abtriebswelle
4: Kegelscheibenpaar
5: Kegelscheibenpaar
6: Festscheibe
7: Festscheibe
8: Losscheibe
9: Losscheibe
10: Kegelraum
11: Kegelraum
12: Zuggliederkette
13: Kettenbolzen
14: Wälzlager
15: Wälzlager
16: äußerer Lagerring
17: innerer Lagerring
18: Lagerbaueinheit
19: Radialwälzkörper
20: Axialwälzkörper
21: Laufbahn für 19
22: Laufbahn für 19
23: eine Stirnseite von 19
24: andere Stirnseite von 19
25: Bord an 16
26: Laufbahn für 20
27: Laufbahn für 20
28: Stirnfläche an 20
29: Stirnfläche an 20
30: Anlaufscheibe
31: Lagerkäfig
32: Lagerkäfig
33: Transportsicherung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19909347 A1 [0003]

Claims

Wälzlagerung, insbesondere für die Antriebswellen-Festscheibe (6) eines stufenlosen Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes (1), im Wesentlichen bestehend aus zumindest einem Wälzlager (14) zur Aufnahme von Radialkräften und zumindest einem Wälzlager (15) zur Aufnahme von Axialkräften, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager (14, 15) zur Aufnahme der Axial- und Radialkräfte durch eine mit einem gemeinsamen äußeren Lagerring (16) und einem gemeinsamen inneren Lagerring (17) ausgebildete, kombinierte Lagerbaueinheit (18) gebildet werden, die unter Nutzung des zwischen vergleichbaren Einzellagern bestehenden ungenutzten Axialbauraumes mit zumindest einer Reihe axial verlängert ausgebildeten Radialwälzkörpern (19) und zumindest einer Reihe unmittelbar daneben angeordneten, zusätzlich axial verkürzt ausgebildeten Axialwälzkörpern (20) befüllt ist und dadurch bei unverändertem Bauraumbedarf eine erhöhte statische und dynamische Tragzahl aufweist.
Wälzlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Wälzlager (14) zur Aufnahme der Radialkräfte bevorzugt ein einreihiges Rollenlager mit als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörpern (19) vorgesehen ist, die auf durch die Innenseite des äußeren Lagerrings (16) und durch die Außenseite des inneren Lagerrings (17) der Lagerbaueinheit (18) gebildeten, ebenen Laufbahnen (21, 22) abrollen und mit einer Stirnseite (23) an einem axialen Bord (25) am äußeren Lagerring (16) anliegen.
Wälzlagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Wälzlager (15) zur Aufnahme der Axialkräfte bevorzugt ein einreihiges Vierpunktlager mit als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörpern (20) vorgesehen ist, die in einseitig neben den ebenen Laufbahnen (21, 22) der Radialwälzkörper (19) in die Innenseite des äußeren Lagerrings (16) und in die Außenseite des inneren Lagerrings (17) der Lagerbaueinheit (18) eingearbeiteten, rillenförmigen Laufbahnen (26, 27) abrollen.
Wälzlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper (20) jeweils zwei axialseitig symmetrisch von ihrer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Stirnflächen (28, 29) aufweisen, von denen eine Stirnfläche (28) direkt oder durch Zwischenlegen einer reibungsmindernden Anlaufscheibe (30) mit der anderen Stirnseite (24) der als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper (19) in Stützkontakt steht.
Wälzlagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper (20) größer als der Durchmesser der als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper (19) ist, jedoch die abgeflachten Stirnflächen (28, 29) der Kugelrollen und die Zylinderrollen bzw. zumindest deren mit den Kugelrollen in Stützkontakt stehende Stirnseite (24) annähernd den gleichen Durchmesser aufweisen.
Wälzlagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörper (19) als auch die als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper (20) in gleicher Anzahl in der Lagerbaueinheit (18) angeordnet und durch einen gemeinsamen, bevorzugt als Kunststoff-Fensterkäfig ausgebildeten Lagerkäfig (31) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten sind.
Wälzlagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbaueinheit (18) vollrollig mit den als Zylinderrollen ausgebildeten Radialwälzkörpern (19) bestückt ist, während die als Kugelrollen ausgebildeten Axialwälzkörper (20) in geringerer Anzahl durch einen bevorzugt als Kunststoff-Schnappkäfig ausgebildeten Lagerkäfig (32) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten sind.
Wälzlagerung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestückung der Lagerbaueinheit (18) mit einer größtmöglichen Anzahl an Axialwälzkörpern (20) entweder deren innerer Lagerring (17) oder deren äußerer Lagerring (16) in Höhe der Axialmitte der rillenförmigen Laufbahnen (26, 27) der Axialwälzkörper (20) geteilt ausgebildet ist und der geteilte Lagerring (16 oder 17) im unverbauten Zustand der Lagerbaueinheit (18) durch eine Transportsicherung (33) fixierbar ist.