DE102007049050A1

DE102007049050A1 - Anordnung eines Radial-Nadellagers

Info

Publication number: DE102007049050A1
Application number: DE102007049050A
Authority: DE
Inventors: Marc Absenger; Andreas Hegerath
Original assignee: Getrag Ford Transmissions GmbH
Current assignee: Getrag Ford Transmissions GmbH
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2027-10-12
Also published as: DE102007049050B4

Abstract

Anordnung eines Radial-Nadellagers (6), insbesondere einer Nadelhülse, zwischen zwei gegeneinander verdrehbaren Teilen (2, 3, 4), insbesondere eines Getriebes (1), wobei das Radial-Nadellager (6) eine Lagerhülse (7), einen Lagerkäfig (8) und Nadeln (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Radial-Nadellager (6) so an einem der Teile (4, 12) anliegt und die Lagerhülse (7) derart ausgestaltet ist, dass die Lagerhülse (7) eine axiale Anlauffläche (10, 11) für dieses Teil (12) ausbildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Radial-Nadellagers, insbesondere einer Nadelhülse, zwischen zwei gegeneinander verdrehbaren Teilen, insbesondere eines Getriebes, wobei das Radial-Nadellager eine Lagerhülse, einen Lagerkäfig und Nadeln aufweist.
Im Allgemeinen bestehen Wälzlager aus zwei Lagerringen mit integrierten Laufbahnen. Zwischen den Ringen sind Wälzkörper angeordnet, die sich auf den Laufbahnen abwälzen. Als Wälzkörper werden Kugeln, Zylinderrollen, Nadelrollen, Kegelrollen und Tonnenrollen eingesetzt. Ein Käfig führt in der Regel die Wälzkörper, hält sie in gleichmäßigem Abstand zueinander und verhindert, dass sie sich gegenseitig berühren. Bei Nadellagern sorgt der Käfig zusätzlich für die richtige Lage der Rollkörperachse.
Wälzlager für überwiegend radiale Belastungen nennt man Radiallager. Zylinderrollenlager, wie Nadellager, Nadelhülsen sowie Nadelkränze sind dabei lediglich radial belastbar. Steht in radialer Richtung nur wenig Bauraum zur Verfügung, wie in Getrieben, werden Nadelkränze, Nadellager mit oder ohne Innenring mit geringer Querschnittshöhe eingesetzt.
Die kreiszylindrischen Wälzkörper dieser Nadellager haben eine im Verhältnis zum Wälzkörperdurchmesser große Länge. Dadurch haben sie eine sehr geringe Baugröße und werden daher häufig in Getrieben verwendet. Gerade bei Nadellagern wird häufig auf einen Innenring verzichtet. Ein Nadellager ohne Innenring wird als Nadelhülse bezeichnet.
Aus der DE 38 05 707 A1 ist ein Radialwälzlager bekannt, das aus einer dünnwandigen, insbesondere aus Blech gezogenen Lagerhülse besteht, in deren Bohrung zylindrische Wälzkörper vorzugsweise Lagernadeln abrollen, die in einem Käfig untergebracht sind, wobei die Lagerhülse an ihrem einen axialen Ende einen radial nach innen abgewinkelten Bord aufweist, gegen den der Käfig axial anlaufen kann. Die Lagerhülse ist an ihrem dem Bord entgegen gesetzten Ende in mehrere Umfangsabschnitte unterteilt, von denen jeweils aufeinanderfolgende abwechselnd radial nach innen und radial nach außen abgewinkelt sind. An den radial nach außen abgewinkelten Umfangsabschnitten ist ein Ring aus polymerem Werkstoff befestigt, der an einer der Lagerhülse zugekehrten Radialfläche wenigstens eine über den Umfang verlaufende, axial gerichtete Dichtlippe aufweist. Innerhalb der Lagerhülse ist in einem Zwischenraum zwischen den radial nach innen abgewinkelten Umfangsabschnitten einerseits und dem benachbarten Ende des Käfigs andererseits ein Dichtring aus polymerem Werkstoff eingesetzt, der kraftschlüssig verdrehtest auf der glatten Oberfläche einer in dem Radialwälzlager gelagerten Welle bzw. Innenring sitzt und der mit wenigstens einer Dichtlippe gleitend in der Bohrung der Lagerhülse anliegt.
Aus der DE 102 16 137 A1 ist eine Anlaufscheibe für Planetenräder in einem Planetengetriebe bekannt, die mit ihrer Aufnahmebohrung auf in einem Planetenradträger festgelegten Planetenradbolzen angeordnet ist und beidseitig Planetenräder begrenzt, die über eine Wälzlageranordnung auf dem Planetenradbolzen drehbar gelagert sind. Die Anlaufscheibe besitzt eine von der Kreisform abweichende Umfangsgeometrie und ist im Planetenradträger in einer Negativkontur zu dieser Umfangsgeometrie angeordnet.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung eines Radial-Nadellagers zwischen zwei gegeneinander verdrehbaren Teilen zu schaffen, die einfacher und kostengünstiger herzustellen ist und zudem in der Lage ist gewisse axiale Belastungen aufzunehmen.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Anordnung gelöst.
Dadurch, dass das Radial-Nadellager so an einem der Teile anliegt und die Lagerhülse derart ausgestaltet ist, dass die Lagerhülse eine axiale Anlauffläche für dieses Teil ausbildet, kann auf einfache Weise ohne die sonst übliche Verwendung von Anlaufscheiben eine axiale Anlauffläche und einen Anschlag durch das Lager zur Verfügung gestellt werden.
Bei den Teilen kann es sich z. B. um eine Getriebewelle, einen Lagerbock oder ein Getriebegehäuse handeln. Andererseits ist es auch möglich, dass es sich bei dem zweiten Teil um eine Schulter derselben Welle handelt.
Wenn die Anordnung eine spanlos hergestellte Lagerhülse aufweist, die einen zum anderen Teil weisenden Rand aufweist, der zur Ausbildung der axialen Anlauffläche umgeformt ist, kann das Lager durch einfaches Tiefziehen und Umbördeln des Randes hergestellt werden. Eine weitere spanende oder schleifende Nachbearbeitung ist somit nicht mehr notwendig.
Der Rand kann dabei wahlweise nach Innen und nach Außen, nur nach Innen oder nur nach Außen umgeformt sein, um die Anlauffläche auszubilden.
Ist der Rand nur nach Innen umgeformt, kann durch geeignete Montage die axiale Position so gewählt werden, z. B. durch Wahl der Einpresstiefe, dass eine geeignete Anordnung des Lagers bzw. seiner Hülse gewährleistet ist.
In einer Ausführungsform kann der Rand der Lagerhülse in der axialen Anlauffläche Vertiefungen für einen Schmierstoff aufweisen. Dies kann je nach Verwendung sinnvoll sein, um eine ausreichende Schmierung aufgrund einer möglichen Relativbewegung zwischen Anlauffläche und sich drehendem Teil bereitzustellen.
Die Vertiefungen können beispielsweise als durch Prägung gebildete Taschen oder Wellen ausgebildet sein.
Da die Hülse nun aufgrund der gewählten Ausgestaltung axial belastet wird und die Wälzkörper nicht mehr axial festlegt sind, z. B. durch den zweiten Rand der Lagerhülse, ist es sinnvoll, wenn der Lagerkäfig des Radiallagers zur axialen Fixierung der Wälzkörper ausgebildet ist. Hierzu kann der Lagerkäfig einen zumindest teilweise umgeformten Rand aufweisen, der mit der Lagerhülse axial fixierend wechselwirkt. Somit ist der Lagerkäfig und daher sind auch die Wälzkörper axial festgelegt. So kann der Lagerkäfig aus seiner von der Anlauffläche abgewandten Seite eine umlaufende Nut aufweisen, in die die Lagerhülse eingreift.
Bevorzugterweise handelt es sich bei den zwei gegeneinander verdrehbaren Teilen um eine Welle und ein Zahnrad oder ein Lagerbock eines Getriebes. Hier kommen die Vorteile der geringen Baugröße der Nadellager und der gewissen axialen Belastungsfähigkeit besonders schön zur Geltung.
Insbesondere ist es günstig, wenn das Radialnadellager als Anlauffläche für ein Rückwärtsgangzwischenrad eines Kraftfahrzeugs verwendet wird, da dort die Belastung klein sind.
Die Aufgabe wird also zusammenfassend durch die Verwendung des umgeformten Randes einer spanlos hergestellten Lagerhülse eines Radial-Nadellagers als axiale Anlauffläche für ein sich drehendes Teil gelöst.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der einzigen Zeichnung, in der ein Schnitt durch einen Ausschnitt eines Getriebes 1 eines Kraftfahrzeugs im Bereich eines Rückwärtsgangzwischenrads 5 gezeigt ist.
Das Getriebe 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einem Lagerbock 3, auf dem eine Welle 4 mit dem damit reibschlüssig verbundenen Rückwärtsgangzwischenrad 5 abgestützt ist.
Zwischen den Endbereichen der Welle 4 und dem Lagerbock 3 bzw. Gehäuse 2 ist jeweils ein Radial-Nadellager 6 in Form einer Nadelhülse angeordnet, das eine Lagerhülse 7, einen Lagerkäfig 8 und Nadeln 9 aufweist. Das Lager 6 ist dazu in entsprechende Bohrungen im Gehäuse 2 bzw. Lagerbock 3 eingepresst.
Mit seinen Nadeln 9 liegt das Lager 6 auf der Welle 4 auf und zwar in einem im Durchmesser verkleinertem Endbereich.
Die spanlos hergestellte Lagerhülse 7 weist einen zum Rückwärtsgangzwischenrad 5 bzw. mittleren Bereich der Welle 4 weisenden Rand 10 aufweist, der zur Ausbildung der axialen Anlauffläche 11 nach Außen umgeformt ist.
Dabei liegt das Radial-Nadellager 6 mit seiner Hülse 7 bzw. dem umgeformten Rand 10 so an der durch den Durchmesserunterschied der Bereiche der Welle 4 gebildeten Schulter 12 an, dass die Lagerhülse 7 deren axiale Anlauffläche 11 ausbildet.
Aufgrund ihrer Geometrie ist die Hülse 7 bzw. das Lager 6 in der Lage, zusätzlich zu ihrer eigentlichen Aufgabe geringe axiale Lasten in das Gehäuse 2 oder den Lagerbock 3 zu übertragen.
Die Hülse 7 wird hierbei als Anlaufscheibe verwendet und gewährleistet, dass keine Relativbewegung zwischen der Welle 4, welche aus Stahl hergestellt wird, und dem verhältnismäßig weichen Aluminiumgehäuse 2 auftreten kann.
Somit kann Verschleiß an den Aluminiumteilen vermieden werden. Um diese Funktion sicherzustellen ist die Passung von Lager 6 und Gehäuse 2 bzw. Lagerbock 3 so gewählt, dass die Hülse 7 stets im Gehäuse 2 bzw. Lagerbock 3 fixiert ist, z. B. durch geeignetes Einpressen (vgl. oben).
Da aufgrund der Hülsengeometrie der Wälzkörper axial in Richtung der Welle 4 nicht mehr fixiert ist, ist der Lagerkäfig 8 so gestaltet, dass dieser die axiale Fixierung der Wälzkörper übernimmt bzw. zur axialen Fixierung der Wälzkörper ausgebildet ist.
Hierzu weist der Lagerkäfig 8 einen zumindest teilweise umgeformten der Schulter 12 abgewandten Rand 13 auf, der mit der Lagerhülse 7 axial fixierend wechselwirkt. Somit ist der Lagerkäfig und daher sind auch die Wälzkörper axial festgelegt.
Der Lagerkäfig 8 weist dazu auf seiner von der Anlauffläche 11 abgewandten Seite eine umlaufende Nut 14 auf, in die die Lagerhülse 7 mit ihrem entsprechend umgeformten Rand 15 eingreift.

1: Getriebe
2: Gehäuse
3: Lagerbock
4: Welle
5: Rückwärtsgangzwischenrad
6: Radial-Nadellager
7: Lagerhülse
8: Lagerkäfig
9: Nadeln
10: Rand
11: Anlauffläche
12: Schulter
13: Rand
14: Nut
15: Rand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3805707 A1 [0005]
- DE 10216137 A1 [0006]

Claims

Anordnung eines Radial-Nadellagers (6), insbesondere einer Nadelhülse, zwischen zwei gegeneinander verdrehbaren Teilen (2, 3, 4), insbesondere eines Getriebes (1), wobei das Radial-Nadellager (6) eine Lagerhülse (7), einen Lagerkäfig (8) und Nadeln (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Radial-Nadellager (6) so an einem der Teile (4, 12) anliegt und die Lagerhülse (7) derart ausgestaltet ist, dass die Lagerhülse (7) eine axiale Anlauffläche (10, 11) für dieses Teil (12) ausbildet.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spanlos hergestellte Lagerhülse (7) einen zum anderen Teil (12) weisenden Rand (10) aufweist, der zur Ausbildung der axialen Anlauffläche (11) umgeformt ist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (10) nach Innen und nach Außen, nur nach Innen oder nur nach Außen umgeformt ist.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (10) in der axialen Anlauffläche Vertiefungen für einen Schmierstoff aufweist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen als durch Prägung gebildete Taschen oder Wellen ausgebildet sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkäfig (8) des Radiallagers (6) zur axialen Fixierung der Wälzkörper ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkäfig (8) einen zumindest teilweise umgeformten Rand (13) aufweist, der mit der Lagerhülse (7) axial fixierend wechselwirkt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile eine Welle (4) und ein Zahnrad (5) oder ein Lagerbock (3) bzw. Gehäuse (2) eines Getriebes (1) sind.
Verwendung des umgeformten Randes einer spanlos hergestellten Lagerhülse (7) eines Radial-Nadellagers (6) als axiale Anlauffläche (11) für ein sich drehendes Teil (4, 12).
Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Radial-Nadellager als Anlauffläche (11) für ein Rückwärtsgangzwischenrad (5) eines Kraftfahrzeugs.