DE102008031578B4 - Bearing arrangement and method for its assembly - Google Patents
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Abstract
Lageranordnung (1) zur radialen und axialen Lagerung eines Wellenteils (2) relativ zu einem Gehäuse (3), wobei die Lageranordnung (1) zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Wellenteil (2) angeordnete Radialwälzlager (4, 5) und zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Wellenteil (2) angeordnete Axialwälzlager (6, 7) aufweist und wobei ein Lageraußenring (8', 8'', 8''') sowohl Laufbahnen (9, 10) der beiden Radialwälzlager (4, 5) als auch Laufbahnen (11', 11'', 12) der beiden Axialwälzlager (6, 7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (8', 8'', 8''') aus drei Teilen zusammengesetzt ist, nämlich aus einem ersten hülsenförmigen Ring (8') mit einer Laufbahn (9) des einen Radialwälzlagers (4), aus einem zweiten hülsenförmigen Ring (8'') mit einer Laufbahn (10) des anderen Radialwälzlagers (5) sowie aus einem zwischen den beiden hülsenförmigen Ringen (8', 8'') angeordneten Mittenring (8''') mit Laufbahnen (11', 11'', 12) der beiden Axialwälzlager (6, 7), wobei die drei Teile des Lageraußenrings (8', 8'', 8''') separat...Bearing arrangement (1) for the radial and axial bearing of a shaft part (2) relative to a housing (3), wherein the bearing assembly (1) arranged at an axial distance from each other on the shaft part (2) radial rolling bearing (4, 5) and two in the axial Spacing spaced from each other on the shaft part (2) arranged Axialwälzlager (6, 7) and wherein a bearing outer ring (8 ', 8' ', 8' '') both raceways (9, 10) of the two radial rolling bearings (4, 5) and Raceways (11 ', 11' ', 12) of the two Axialwälzlager (6, 7), characterized in that the bearing outer ring (8', 8 '', 8 '' ') is composed of three parts, namely a first sleeve-shaped ring (8 ') with a raceway (9) of a radial rolling bearing (4), a second sleeve-shaped ring (8' ') with a raceway (10) of the other radial rolling bearing (5) and a between the two sleeve-shaped rings ( 8 ', 8' ') arranged center race (8' '') with raceways (11 ', 11' ', 12) of the two Axialwälzlager (6, 7), wherein the three parts of the bearing outer ring (8 ', 8' ', 8' '') separately ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zur radialen und axialen Lagerung eines Wellenteils relativ zu einem Gehäuse, wobei die Lageranordnung zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Wellenteil angeordnete Radialwälzlager und zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Wellenteil angeordnete Axialwälzlager aufweist und wobei ein Lageraußenring sowohl Laufbahnen der beiden Radialwälzlager als auch Laufbahnen der beiden Axialwälzlager aufweist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage der Lageranordnung.The invention relates to a bearing arrangement for the radial and axial bearing of a shaft part relative to a housing, wherein the bearing assembly comprises two axially spaced from each other on the shaft part radial rolling bearing and two axially spaced from each other on the shaft part arranged Axialwälzlager and wherein a bearing outer ring both raceways of the two Radial rolling bearing and raceways of the two axial rolling bearings has. Furthermore, the invention relates to a method for mounting the bearing assembly.
Eine Lageranordnung dieser Art ist aus der
Aus der
Es hat sich herausgestellt, dass durch eine derartige Lageranordnung vorteilhafte, günstige Reibungsverhältnisse erreicht werden können. Allerdings stellt die Fertigung der benötigten Lagerbestandteile, insbesondere des Lageraußenrings, einen hohen Aufwand dar, so dass die Realisierung der Lageranordnung entsprechend kostspielig ist.It has been found that advantageous, favorable friction conditions can be achieved by such a bearing arrangement. However, the production of the required bearing components, in particular the outer bearing ring, a high cost, so that the realization of the bearing assembly is correspondingly expensive.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass es bei Beibehaltung der vorteilhaften Reibungseigenschaften möglich wird, die Lageranordnung in fertigungstechnisch einfacherer Weise zu realisieren, um die Anordnung günstiger herstellen zu können. Des weiteren soll ein Verfahren zu einer wirtschaftlichen Montage der Lageranordnung vorgeschlagen werden.The invention is therefore based on the object to form a bearing assembly of the type mentioned so that it is possible while maintaining the advantageous friction properties to realize the bearing assembly in manufacturing technology simpler way to produce the arrangement cheaper. Furthermore, a method for an economic assembly of the bearing assembly is to be proposed.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist hinsichtlich der Lageranordnung dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring aus drei Teilen zusammengesetzt ist, nämlich aus einem ersten hülsenförmigen Ring mit einer Laufbahn des einen Radialwälzlagers, aus einem zweiten hülsenförmigen Ring mit einer Laufbahn des anderen Radialwälzlagers sowie aus einem zwischen den beiden hülsenförmigen Ringen angeordneten Mittenring mit Laufbahnen der beiden Axialwälzlager, wobei die drei Teile des Lageraußenrings separat gefertigt und dann miteinander verbunden sind, wobei die hülsenförmigen Ringe mit dem Mittenring über zusammenwirkende zylindrische Sitzflächen verbunden sind, über die die Teile mit einer Presspassung aneinander liegen, wobei der Mittenring zwei stufenförmige Eindrehungen zur Bildung der beiden zylindrischen Sitzflächen aufweist und wobei die eine stufenförmige Eindrehung eine radial nach außen gerichtete Oberfläche und eine stufenförmige Eindrehung eine radial nach innen gerichtete Oberfläche aufweist. Die stufenförmigen Eindrehungen können dabei auf verschiedenen Durchmessern liegen.The solution of this problem by the invention with respect to the bearing assembly is characterized in that the bearing outer ring is composed of three parts, namely a first sleeve-shaped ring with a raceway of a radial rolling bearing, a second sleeve-shaped ring with a raceway of the other radial rolling bearing and a between the two sleeve-shaped rings arranged center ring with raceways of the two Axialwälzlager, wherein the three parts of the bearing outer ring are made separately and then connected to each other, wherein the sleeve-shaped rings are connected to the center ring via cooperating cylindrical seating surfaces over which the parts lie with a press fit to each other wherein the central ring has two step-like grooves for forming the two cylindrical seats, and wherein the one step-shaped recess has a radially outwardly directed surface and a stepped recess e radially inwardly facing surface. The step-shaped grooves can be on different diameters.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein hülsenförmiger Ring, vorzugsweise beide hülsenförmigen Ringe, an Stirnseiten des Mittenrings stoßend angrenzen.An alternative embodiment of the invention provides that at least one sleeve-shaped ring, preferably both sleeve-shaped rings, abutting on end faces of the center ring.
Der Mittenring kann mit einer Stirnseite an einer eine stirnseitige Anlagefläche bildenden Stufe des Gehäuses anliegen, was die axiale Festlegung der Lageranordnung in einer Richtung erleichtert. Ferner kann vorgesehen werden, dass ein hülsenförmiger Ring axial an einer eine stirnseitige Anlagefläche bildenden Stufe des Gehäuses anliegt.The center ring can bear with an end face on a front-side contact surface forming step of the housing, which facilitates the axial fixing of the bearing assembly in one direction. Furthermore, it can be provided that a sleeve-shaped ring bears axially against a step forming a frontal contact surface of the housing.
Ein hülsenförmiger Ring kann axial mittels eines in einer Ringnut im Gehäuse eingesetzten Sprengrings im Gehäuse festgelegt sein. Dies erleichtert eine axiale Festlegung der Lageranordnung in die andere Richtung.A sleeve-shaped ring can be fixed axially in the housing by means of a snap ring inserted in an annular groove in the housing. This facilitates axial fixing of the bearing arrangement in the other direction.
Mindestens ein Lagerinnenring der Radialwälzlager, vorzugsweise beide Lagerinnenringe, kann als Ring mit im Radialschnitt L-förmiger Kontur ausgebildet sein. In diesem Falle kann in dem sich radial erstreckenden Schenkel der L-förmigen Kontur mindestens eine Laufbahn der Axialwälzlager eingearbeitet sein.At least one bearing inner ring of the radial roller bearings, preferably both bearing inner rings, may be formed as a ring with a radial section L-shaped contour. In this case, at least one raceway of the axial roller bearings can be incorporated in the radially extending leg of the L-shaped contour.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die beiden Lagerinnenringe der Radialwälzlager mittels eines hülsenförmigen, vorzugsweise kompressiblen, Abstandshalters auf axialem Abstand gehalten werden. Die beiden Lagerinnenringe der Radialwälzlager und der hülsenförmige Abstandshalter können in diesem Falle einen kraftschlüssigen Verbund bilden. Die beiden Lagerinnenringe können Eindrehungen aufweisen, an oder in denen die axialen Enden des Abstandshaltes mit Presspassung sitzen.Furthermore, it can be provided that the two bearing inner rings of the radial roller bearings are held by means of a sleeve-shaped, preferably compressible, spacer at an axial distance. The two bearing inner rings of the radial roller bearings and the sleeve-shaped spacers can form a frictional connection in this case. The two bearing inner rings may have recesses on or in which sit the axial ends of the spacer with a press fit.
Mit dem Abstandshalter kann eine einstellbare Vorspannung in der Lageranordnung realisiert werden. Die radiale Dicke der Abstandshülse liegt hierzu vorzugsweise zwischen 1 mm und 5 mm.With the spacer, an adjustable bias can be realized in the bearing assembly. The radial thickness of the spacer sleeve is for this purpose preferably between 1 mm and 5 mm.
Die beiden Radialwälzlager sind vorzugsweise als Zylinderrollenlager ausgebildet; die beiden Axialwälzlager sind vorzugsweise als Kugellager ausgebildet.The two radial rolling bearings are preferably designed as cylindrical roller bearings; the two axial roller bearings are preferably designed as ball bearings.
Da der Betrag der zu übertragenden Axialkräfte in der Regelanwendung in den beiden Achsrichtungen (stark) unterschiedlich ist, ist vorzugsweise das eine Axialwälzlager nur als einreihiges Lager ausgebildet, während das andere Axialwälzlager als zweireihiges Lager ausgebildet sein kann, d. h. es weist zwei auf unterschiedlichen Radien liegende Wälzkörperreihen auf.Since the amount of the axial forces to be transmitted in the regular application in the two axial directions (strong) is different, preferably one axial roller bearing is designed only as a single-row bearing, while the other axial rolling can be designed as a double-row bearing, ie it has two rows of rolling bodies lying on different radii.
Die beiden Radialwälzlager können dabei unterschiedlich groß dimensioniert sein. In diesem Falle kann weiter vorgesehen werden, dass die Wälzkörper, insbesondere die Zylinderrollen, der beiden Radialwälzlager auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind.The two radial roller bearings can be sized differently. In this case, it can further be provided that the rolling elements, in particular the cylindrical rollers, of the two radial roller bearings are arranged on different diameters.
Die Lageranordnung ist vorzugsweise Bestandteil eines Fahrzeugachsgetriebes, insbesondere eines Fahrzeughinterachsgetriebes. Dabei ist die zu lagernde Welle bevorzugt die eines Kegelritzels.The bearing assembly is preferably part of a vehicle axle, in particular a vehicle rear axle. In this case, the shaft to be supported is preferably that of a bevel pinion.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage der oben beschriebenen Lageranordnung zeichnet sich durch die Abfolge der folgenden Montageschritte aus:
- a) Einpressen eines Lageraußenrings in einen ersten zylindrischen Sitz des Gehäuses;
- b) Einpressen des Mittenrings in einen zweiten zylindrischen Sitz des Gehäuses, bis dieser den bereits eingepressten Lageraußenring kontaktiert;
- c) Einpressen des weiteren Lageraußenrings in einen zylindrischen Sitz des Gehäuses, insbesondere in den zweiten zylindrischen Sitz, bis dieser den Mittenring kontaktiert;
- d) Montage der Wälzkörper des einen Axialwälzlagers, der Lagerinnenrings sowie der Wälzkörper des einen Radialwälzlagers; und
- e) Montage der Wälzkörper des anderen Axialwälzlagers, der Lagerinnenrings sowie der Wälzkörper des anderen Radialwälzlagers.
- a) pressing a bearing outer ring in a first cylindrical seat of the housing;
- b) pressing the center ring in a second cylindrical seat of the housing until it contacts the already pressed-in bearing outer ring;
- c) press-fitting the further bearing outer ring in a cylindrical seat of the housing, in particular in the second cylindrical seat until it contacts the center ring;
- d) mounting of the rolling elements of an axial rolling bearing, the bearing inner ring and the rolling elements of a radial rolling bearing; and
- e) mounting of the rolling elements of the other axial rolling bearing, the bearing inner ring and the rolling elements of the other radial rolling bearing.
Dabei sieht eine bevorzugte Ausgestaltung des Montageverfahrens vor, dass zwischen obigen Schritten d) und e) eine Radialwellendichtung im axialen Endbereich des Lagerinnenrings montiert wird.In this case, a preferred embodiment of the assembly method provides that between the above steps d) and e) a radial shaft seal is mounted in the axial end region of the bearing inner ring.
Ferner kann zur axialen Lagesicherung des einen Lageraußenrings vorgesehen werden, dass nach obigem Schritt e) ein Sprengring montiert wird.Furthermore, it can be provided for securing the axial position of a bearing outer ring, that after the above step e) a snap ring is mounted.
Um die Montage unter Nutzung der Gewichtskraft der Komponenten einfach zu gestalten, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens vor, dass nach obigem Schritt c) und vor Schritt d) die teilmontierte Lageranordnung um eine horizontal verlaufende Drehachse um 180° gedreht wird. Dies kann gleichermaßen nach Schritt d) und vor Schritt e) erfolgen.In order to simplify the assembly using the weight of the components, a preferred embodiment of the method provides that after the above step c) and before step d), the partially assembled bearing assembly is rotated about a horizontally extending axis of rotation by 180 °. This can be done equally after step d) and before step e).
Die vorgeschlagene Lageranordnung zeichnet sich durch die Möglichkeit aus, in vereinfachter Weise die relativ komplexe Kontur insbesondere des Lageraußenrings herzustellen, so dass dies preisgünstig möglich ist. Die technologischen Vorteile der Lageranordnung hinsichtlich eines günstigen Reibungsverhaltens bleiben dabei vollumfänglich erhalten. Es ergibt sich daher ein relativ verschleißarmer Betrieb, d. h. die Lagergebrauchsdauer ist relativ hoch.The proposed bearing arrangement is characterized by the possibility of producing in a simplified manner the relatively complex contour, in particular of the bearing outer ring, so that this is possible at low cost. The technological advantages of the bearing arrangement with regard to a favorable friction behavior remain fully intact. There is therefore a relatively low-wear operation, d. H. the shelf life is relatively high.
Es ergibt sich eine einfach aufgebaute Anordnung, die sowohl wirtschaftlich zu fertigen als auch zu montieren ist. Die vorgesehenen Teile können unter logistischen Gesichtspunkten einfach gehandhabt werden. Auch hat die vorgeschlagene Lageranordnung ein relativ geringes Gewicht. Es ergibt sich schließlich eine kompakte Bauweise mit geringen Leistungsverlusten und hohen radialen und axialen Steifigkeiten. Auch die Gebrauchsdauer ist infolge günstiger Schmiereigenschaften hoch, was auch die benötigten Wartungsintervalle groß werden lässt.The result is a simple structure that is both economical to manufacture and to assemble. The intended parts can be handled easily from a logistical point of view. Also, the proposed bearing arrangement has a relatively low weight. This results in a compact design with low power losses and high radial and axial stiffness. The service life is high due to favorable lubricating properties, which also makes the required maintenance intervals can be large.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawings, embodiments of the invention are shown. Show it:
Zu den
In den Figuren ist eine Lageranordnung
Der Lageraußenring
Wesentlich ist, dass der Lageraußenring
Wenngleich für die Verbindung der Ringe
Die axiale Festlegung des Lageraußenrings
Die axiale Festlegung des Lageraußenrings
Die Lagerinnenringe
Die axiale Vorspannung in der Lageranordnung
Im Ausführungsbeispiel sind die Radialwälzlager
Im Falle eines Achsgetriebes, insbesondere bei Ritzellagereinheiten für Fahrzeughinterachsgetriebe bzw. für Verteilergetriebe, wirken zwischen dem nicht dargestellten Tellerrad und dem Kegelritzel
Die Wahl der Lagerbauformen und deren Montage erlauben dabei eine nahezu reibungsfreie Kraftübertragung und damit im Fahrzeugbetrieb eine erhebliche Verringerung der Verlustleistung. Auch die bei der Lagerung von Kegeltrieben wichtige Kenngröße der Steifigkeit ist vor allem in axialer Richtung durch den Einsatz von Axialkugellagern berücksichtigt.The choice of bearing types and their assembly allow a virtually frictionless power transmission and thus in vehicle operation a significant reduction in power loss. Also important in the storage of bevel gears characteristic of rigidity is taken into account, especially in the axial direction through the use of axial ball bearings.
Die dargestellte Kegelritzelwelle
Die vorgeschlagene Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass eine sehr wirtschaftliche Herstellung der Lageranordnung und insbesondere des Lageraußenrings
Die drei Ringe
Der Außendurchmesser des Teils
Nach der Montage aller Komponenten der Lageranordnung
Bei der Montage des Kegelritzels
Die radialen Betriebskräfte werden ausschließlich von den beiden Zylinderrollenlagern
Die Abdichtung erfolgt im Ausführungsbeispiel gemäß
Zur statischen Abdichtung kann am Außendurchmesser des Teils
In den
In
Im zweiten Montageschritt gemäß
Die zylindrischen Sitze
Gemäß eines dritten Montageschritts nach
In einem vierten Montageschritt gemäß
Wie in
Nunmehr wird die gesamte vormontierte Lageranordnung erneut um 180° um eine horizontale Achse gedreht, um in die in
Gemäß
Die fertige montierte Lageranordnung ist in
Beim Anstoßenlassen der Lagerringe
Das bevorzugte Material für das Gehäuse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lageranordnungbearing arrangement
- 22
- Wellenteilshaft part
- 33
- Gehäusecasing
- 44
- Radialwälzlager (Zylinderrollenlager)Radial rolling bearing (cylindrical roller bearing)
- 55
- Radialwälzlager (Zylinderrollenlager)Radial rolling bearing (cylindrical roller bearing)
- 66
- Axialwälzlager (Axialkugellager)Axial rolling bearing (axial ball bearing)
- 77
- Axialwälzlager (Axialkugellager)Axial rolling bearing (axial ball bearing)
- 8', 8'', 8'''8 ', 8' ', 8' ''
- LageraußenringBearing outer ring
- 8'8th'
- Teil des Lageraußenrings (hülsenförmiger Ring)Part of the bearing outer ring (sleeve-shaped ring)
- 8''8th''
- Teil des Lageraußenrings (hülsenförmiger Ring)Part of the bearing outer ring (sleeve-shaped ring)
- 8'''8th'''
- Teil des Lageraußenrings (Mittenring)Part of the bearing outer ring (middle ring)
- 99
- Laufbahncareer
- 1010
- Laufbahncareer
- 11'11 '
- Laufbahncareer
- 11''11 ''
- Laufbahncareer
- 1212
- Laufbahncareer
- 13'13 '
- Sitzflächeseat
- 13''13 ''
- Sitzflächeseat
- 14'14 '
- Sitzflächeseat
- 14''14 ''
- Sitzflächeseat
- 1515
- Stirnseitefront
- 15'15 '
- Stirnseitefront
- 1616
- stirnseitige Anlageflächefrontal contact surface
- 16'16 '
- stirnseitige Anlageflächefrontal contact surface
- 1717
- Sprengringsnap ring
- 1818
- LagerinnenringBearing inner ring
- 1919
- LagerinnenringBearing inner ring
- 20'20 '
- Laufbahncareer
- 20''20 ''
- Laufbahncareer
- 2121
- Laufbahncareer
- 2222
- Abstandshalterspacer
- 2323
- Eindrehungrecess
- 2424
- Eindrehungrecess
- 2525
- Wälzkörperrolling elements
- 2626
- Wälzkörperrolling elements
- 2727
- Kegelritzelbevel pinion
- 2828
- Antriebsflanschdrive flange
- 2929
- Ritzelmutterpinion nut
- 3030
- RadialwellendichtringRadial shaft seal
- 3131
- Dichtring (O-Ring)Sealing ring (O-ring)
- 3232
- erster zylindrischer Sitzfirst cylindrical seat
- 3333
- zweiter zylindrischer Sitzsecond cylindrical seat
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- 2008-07-03 DE DE102008031578A patent/DE102008031578B4/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20110729 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |