DE102008008192A1

DE102008008192A1 - Lagerung

Info

Publication number: DE102008008192A1
Application number: DE200810008192
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Braun; Michael Pausch
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2009-08-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerung (6) für eine erste Welle (2) und eine zweite, relativ zu der ersten Welle (2) frei drehbaren Welle (3), wobei eine Wellenachse (4) der ersten Welle (2) im Wesentlichen parallel zu einer Wellenachse (5) der zweiten Welle (3) angeordnet ist. Die Aufgabe, eine Möglichkeit zur platzsparenden Lagerung einer ersten Welle an einer zweiten, bezüglich der ersten Welle frei drehbaren Welle anzugeben, wird für die genannte Lagerung (6) erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Dreiringlager (7) mit einem Zwischenring (9) vorgesehen ist und dass der Zwischenring (9) bezüglich der ersten Welle (2) drehbar und an der zweiten Welle (3) drehfest angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Lagerung nach Anspruch 1 für zwei relativ zueinander frei drehbare Wellen mit im wesentlichen parallelen Wellenachsen.
Aus dem Stand der Technik ist hierzu bekannt, ein Ende der ersten Welle mittels eines ersten Wälzlagers und ein dem Ende der ersten Welle zugekehrtes Ende der zweiten Welle mittels eines zweiten Wälzlagers zu lagern, um die gegenseitige freie Drehbarkeit der beiden Wellen zu erreichen. Der Abstand der beiden Wälzlager bedingt, dass die beiden Enden der Wellen einen vergleichsweise hohen Abstand zueinander einhalten müssen, was einer Forderung nach platzsparender Anordnung der beiden Wellen insbesondere in axialer Richtung, also in Richtung der beiden Wellenachsen, zuwiderläuft.
DE 1 775 943 A beschreibt eine Kupplung einer ersten Welle an eine zweite Welle, so dass die beiden Wellen insbesondere nicht unabhängig voneinan der drehbar sind. Dabei treibt eine als Vollwelle ausgebildete Antriebswelle als erste Welle eine zweite, als Hohlwelle ausgebildete Welle unter Verwendung eines Dreiringlagers an. Die Hohlwelle ist auf einer feststehenden Vollwelle drehbar gelagert, wobei die Wellenachse der Antriebswelle parallel zu der Wellenachse der Hohlwelle angeordnet ist. Das Dreiringlager umfasst einen Innenring, der an der feststehenden Welle angeordnet ist, einen Zwischenring, der über erste Wälzkörper an der feststehenden Hohlwelle drehbar gelagert und an der Antriebswelle drehfest angebracht ist, und einen Aussenring, der über zweite Wälzkörper an einem Gehäuse drehbar angeordnet ist. Zwischen dem Dreiringlager und der anzutreibenden Hohlwelle ist in axialer Richtung ein Abstand vorgesehen, der der Vermittlung der Kupplung der Wellen dient.
DE 196 03 701 A1 beschreibt ein Wälzlager, insbesondere ein Dreiringlager, das eine erste Reihe von Wälzkörpern und eine zweite Reihe von Wälzkörpern umfasst, von denen die erste Reihe an einem ersten Lagerring und einem Zwischenring und die zweite Reihe an dem ersten Lagerring und einem zweiten Lagerring umfasst. Weiter ist eine dritte Reihe von Wälzkörpern vorgesehen, die zwischen dem Zwischenring und – in axialer Richtung parallel zu der zweiten Reihe der Wälzkörper beabstandet – an einem weiteren Lagerring abrollt, wobei der weitere Lagerring relativ zu dem zweiten Lagerring axial einstellbar ist. Aufgrund der axialen Beabstandung von mindestens zwei der Reihen der Wälzkörper lässt sich eine platzsparende Lagerung der gelagerten Wellen kaum erreichen.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur platzsparenden Lagerung einer ersten Welle an einer zweiten, bezüglich der ersten Welle frei drehbaren Welle anzugeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Getriebes mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Lagerung, und
2 zeigt den Ausschnitt ,Y' aus 1 in vergrößerter Darstellung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt ein Getriebe, umfassend. eine Getriebewelle 1, die eine erste Welle 2 und eine zweite Welle 3 antreibt. Hierbei ist zwischen der Getriebewelle 1 eine Übersetzung derart gewählt, dass die erste Welle 2 mit einer hohen Drehzahl und die zweite Welle 3 mit einer niedrigeren Drehzahl durch die gemeinsame Getriebewelle 1 angetrieben werden. Insbesondere ist die erste Welle 2 unabhängig von der zweiten Welle 3 drehbar; speziell kann auch vorgesehen sein, dass beispielsweise unter Zwischenschaltung eines Zwischentriebes oder eines Leerlaufs, eine der beiden Wellen 2, 3 nicht dreht oder bezüglich der anderen Welle gegenläufig dreht. Die erste Welle 2 weist eine Wellenachse 4 auf, die parallel, speziell sogar in der Verlängerung einer Wellenachse 5 der zweiten Welle 3 angeordnet ist. Damit sind die beiden Wellenachsen 4, 5 kollinear.
Die erste Welle 2 und die zweite Welle 3 sind mittels einer Lagerung 6 aneinander sowie an einer nicht weiter dargestellten Lageraufnahme gelagert.
2 zeigt die Lagerung 6 in ausschnittsweiser Vergrößerung. Die Lagerung 6 umfasst ein Dreiringlager 7 mit einem Innenring 8, der an einem Ende der ersten Welle 2 drehfest angeordnet ist, einen Zwischenring 9, der an einem dem Ende der ersten Welle 2 zugekehrten Ende der zweiten Welle 3 drehfest angeordnet ist, und einen Aussenring 10, der an der nicht weiter dargestellten Lageraufnahme angeordnet ist. Der Innenring 8, der Zwischenring 9 und der Aussenring 10 sind jeweils paarweise konzentrisch angeordnet. Zwischen dem Innenring 8 und dem Zwischenring 9 ist ein erster Satz Wälzkörper 11 und zwischen dem Zwischenring 9 und dem Aussenring 10 ein zweiter Satz Wälzkörper 12 angeordnet. Die beiden Sätze Wälzkörper 11, 12 sind im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet. Ein gedachter Mittelpunkt der von den Wälzkörpern 11 bzw. 12 durchlaufenen Kreisbahnen liegt dabei auf der Wellenachse 4 der ersten Welle 2. Es ist erkennbar, dass das Ende der zweiten Welle 3 unmittelbar an das Ende der ersten Welle 2 angrenzt, so dass in axialer Richtung Bauraum eingespart ist. Weiter sind die beiden Wellen 2, 3 relativ zu einander unabhängig drehbar gelagert.
Der Zwischenring 9 ist im Querschnitt stufen- oder trichterförmig ausgebildet und liegt an der Außenfläche 13 der zweiten Welle 3 unmittelbar an, weist allerdings gegenüber der Außenfläche 14 der ersten Welle 2 einen Abstand auf. Weiter ist erkennbar, dass der Zwischenring 9 gerade im Bereich der Erweiterung einstückig ausgebildet ist, so dass Spannungen in dem Material des Zwischenrings 9 im wesentlichen gleichmäßig, insbesondere rotationssymmetrisch, verteilen.
Ein Vorteil der Lagerung 6 unter Verwendung eines Dreiringlagers 7 für die Wellen 2, 3 besteht darin, mindestens eine der beiden relativen Drehzahlen zwischen Innenring 8 und Zwischenring 9 bzw. zwischen dem Zwischenring 9 und dem Aussenring 10 kleiner zu gestalten als für den Fall, dass die erste Welle 2 über ein erstes Wälzlager und die zweite Welle 3 über ein zweites, von dem ersten Wälzlager unabhängiges Wälzlager gelagert ist. Im Fall der Lagerung beider Wellen 2, 3 über voneinander unabhängige Wälzlager liegt die Drehzahl zwischen dem jeweiligen Innenring und dem als ruhend angenommenen Aussenring an. Im Fall der Lagerung 6 unter Verwendung eines Dreiringlagers 7 mit einem Zwischenring 9 liegt für die erste Welle die Drehzahl zwischen dem Innenring 8 und dem sich relativ zu dem Innenring 8 seinerseits drehenden Zwischenring 9 und für die zweite Welle 3 zwischen dem Zwischenring 9 und dem Aussenring 10 an. Im Fall der Verwendung des Dreiringlagers 7 ergeben sich im Fall gleichsinniger Drehung der beiden Wellen 2, 3 im Vergleich geringere Relativdrehzahlen als für den Fall der unmittelbaren Lagerung beider Wellen 2, 3 über getrennte Wälzlager. Als Ergebnis reduziert sich im Fall der Verwendung des Dreiringlagers 7 das lastunabhängige Reibmoment, so dass sich die Lebensdauer des Dreiringlagers 7 erhöht. Weiter treten auf Wälzkörperkäfige, die die ersten Wälzkörper 11 bzw. die zweiten Wälzkörper 12 führen, geringere Fliehkräfte auf, so dass sich auch die Lebensdauer der Käfige erhöht.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, bei dem die Wellen 2, 3 als Vollwellen ausgebildet waren und im wesentliche gleiche Durchmesser aufwiesen. Es versteht sich, dass die Wellen auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen können bzw. als Hohlwellen ausgebildet sein können. Weiter war bei dem Ausführungsbeispiel das Ende der ersten Welle 2 unmittelbar dem Ende der zweiten Welle 3 benachbart. Es versteht sich, dass eine der beiden Wellen, beispielsweise die zweite Welle 3, als Hohlwelle mit größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der ersten Welle 2 ausgebildet sein kann, wobei die erste Welle 2 mindestens abschnittsweise in der zweiten Welle 3 aufgenommen sein kann, so dass in axialer Richtung Bauraum weiter eingespart werden kann.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war zwischen dem Innenring 8 und dem Zwischenring 9 bzw. zwischen dem Zwischenring 9 und dem Aussenring 10 jeweils ein Satz Wälzkörper 11, 12 angeordnet. Es versteht sich, dass das Dreiringlager 7 auch als Gleitlager ausgebildet sein kann, beispielsweise, wenn einer oder beide Sätze der Wälzkörper 11, 12 fortgelassen werden und der Innenring 8 auf dem Zwischenring 9 bzw. der Zwischenring 9 auf dem Aussenring 10 gleitend geführt ist.
Die drehfeste Befestigung des Zwischenringes 9 an der Außenfläche 13 der zweiten Welle 3 ist ebenfalls nicht zwingend; alternativ kann vorgesehen sein, dass der Zwischenring an einer Stirnfläche oder – sofern die zweite Welle 3 als Hohlwelle ausgebildet ist – an einer Innenwandung der zweiten Welle 3 angeordnet ist. Entsprechendes gilt für die drehfeste Anbringung des Innenringes 8 an der Außenfläche 14 der ersten Welle 2.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel waren die beiden Sätze von Wälzkörpern 11, 12 radial übereinander angeordnet. Es versteht sich, dass die Sätze von Wälzkörpern 11, 12 auch in axialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sein können. Es versteht sich weiter, dass auch andere Wälzkörper als Kugeln vorgesehen sein können.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, bei dem der Zwischenring 9 einen stufenförmigen Querschnitt aufweist. Es versteht sich, daß der Zwischenring 9 ebenfalls einen trichterförmigen oder einen zylindrischen Querschnitt aufweisen kann.

1: Getriebewelle
2: erste Welle
3: zweite Welle
4: Wellenachse der ersten Welle
5: Wellenachse der zweiten Welle
6: Lagerung
7: Dreiringlager
8: Innenring
9: Zwischenring
10: Aussenring
11: erster Satz Wälzkörper
12: zweiter Satz Wälzkörper
13: Außenfläche der zweiten Welle
14: Außenfläche der ersten Welle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 1775943 A [0003]
- DE 19603701 A1 [0004]

Claims

Lagerung (6) für eine erste Welle (2) und eine zweite, relativ zu der ersten Welle (2) frei drehbaren Welle (3), wobei eine Wellenachse (4) der ersten Welle (2) im wesentlichen parallel zu einer Wellenachse (5) der zweiten Welle (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dreiringlager (7) mit einem Zwischenring (9) vorgesehen ist, und dass der Zwischenring (9) bezüglich der ersten Welle (2) drehbar und an der zweiten Welle (3) drehfest angeordnet ist.
Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (9) als einstückiges Bauteil ausgebildet ist.
Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (9) einen im wesentlichen trichter- oder stufenförmigen Querschnitt aufweist.
Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (9) einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt aufweist.
Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (2) in einer Verlängerung der Wellenachse (5) der zweiten Welle (3) angeordnet ist.
Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle mindestens abschnittsweise innerhalb der zweiten Welle angeordnet ist.
Getriebe, umfassend eine Getriebewelle (1), die eine erste Welle (2) und eine zweite Welle (3) antreibt, gekennzeichnet durch eine Lagerung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Verwendung eines Dreiringlagers (7) zur Lagerung einer ersten Welle (2) an einer zweiten, bezüglich der ersten Welle (2) frei drehbaren Welle (3).