DE102008039477A1

DE102008039477A1 - Ritzelwellenanordnung und Fahrzeuggetriebe mit der Ritzelwellenanordnung

Info

Publication number: DE102008039477A1
Application number: DE200810039477
Authority: DE
Inventors: Jan Georgi; Martin STÜRZENBERGER
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-08-23
Filing date: 2008-08-23
Publication date: 2010-02-25

Abstract

Ritzelwellen dienen zum Beispiel in Fahrzeugen zur Übertragung des Antriebsdrehmoments. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Ritzelwellenanordnung sowie ein Fahrzeuggetriebe mit dieser Ritzelwellenanordnung vorzuschlagen, welche kostengünstig zu fertigen ist bzw. sind. Hierzu wird eine Ritzelwellenanordnung 1 mit einem Ritzelkopf 15, mit einer Welle 5 zum An- und/oder Abtreiben des Ritzelkopfs, mit einem Außenkörper 3 zur Festlegung der Ritzelwellenanordnung an einer Haltestruktur, mit zwei Reihen 7, 8 von als Rollen ausgebildete Wälzkörper 6, mit Außenlaufbahnen 11, 12, mit Innenlaufbahnen 9, 10, wobei die Wälzkörper 6 auf den Außenlaufbahnen 11, 12 und den Innenlaufbahnen 9, 10 abwälzend angeordnet sind, so dass die Welle 5 relativ zu dem Außenkörper 3 drehbar gelagert ist, wobei mindestens eine der Laufbahnen 9, 10 durch eine Bordlauffläche 20 in axialer Richtung begrenzt ist, vorgeschlagen, wobei die Bordlauffläche 20 an dem Ritzelkopf 15 und/oder an einem Verbindungsflansch 27 zur Verbindung der Welle 5 mit einer weiteren Welle und/oder einer Wellenmutter zur axialen Vorspannung der Ritzelwellenanordnung 1 angeformt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Ritzelwellenanordnung mit einem Ritzelkopf, mit einer Welle zum Antreiben des Ritzels, mit einem Außenkörper zur Festlegung der Ritzelwellenlagerung an einer Haltestruktur, mit zwei Reihen von als Rollen ausgebildete Wälzkörper, mit Außenlaufbahnen, mit Innenlaufbahnen, wobei die Wälzkörper auf den Außenlaufbahnen und den Innenlaufbahnen abwälzend angeordnet sind, so dass die Welle relativ zu dem Außenkörper drehbar gelagert ist, wobei mindestens eine der Laufbahnen durch eine Bordlauffläche in axialer Richtung begrenzt ist. Die Erfindung betrifft im Weiteren ein Getriebe, insbesondere Fahrzeuggetriebe, mit der Ritzelwellenanordnung.
Ritzelwellen dienen zum Beispiel in Fahrzeugen zur Übertragung des Antriebsdrehmoments und weisen oftmals ein Ritzet auf, welches – zum Beispiel bei einem Achsgetriebe – mit nachgeschalteten Tellerrädern kämmt. Zur Lagerung derartiger Ritzelwellen kommen oftmals zweireihige Wälzlageranordnungen zum Einsatz, welche z. B. in einer O-Anordnung realisiert sind, um sowohl axiale als auch radiale Belastungen aufnehmen zu können. Eine derartige Rit zelwellenlagerung ist beispielsweise aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20221813 U1 bekannt.
Zur Vereinfachung der Montage der Lagerung der Ritzelwelle wird in der Druckschrift EP 0687826 A1 vorgeschlagen, die Außenringe der Wälzkörper in einer umformtechnisch hergestellten Patrone anzuordnen. Bei einer anderen Ausführungsform gemäß der 7 sind die Außenringe einstückig mit einem Gehäusekörper zur Aufnahme der Ritzelwelle realisiert.
Die Druckschrift DE 102005031762 B4 , die als nächstkommender Stand der Technik angesehen wird, beschreibt ebenfalls die Lagerung einer Welle eines Kegelrades, welche als besonderes Merkmal aufweist, dass der Ritzelkopf und die Ritzelwelle als zwei separate Bauteile ausgebildet sind, welche bei der Montage ineinander gesteckt werden.
Einen weiteren Stand der Technik kann die bislang unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2008 021884.7 bilden, die ebenfalls eine Ritzelwellenanordnung mit einer zweireihigen Kegelrollenlagerung betrifft, wobei mindestens eine Bordlauffläche für eine Reihe der Kegelrollen auf einer separaten Bordscheibe angeordnet ist, die erst während der Montage an den Träger der Innenlaufbahn geschoben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Ritzelwellenanordnung sowie ein Fahrzeuggetriebe mit dieser Ritzelwellenanordnung vorzuschlagen, welche kostengünstig zu fertigen ist bzw. sind.
Diese Aufgabe wird durch eine Ritzelwellenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Fahrzeuggetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Im Rahmen der Erfindung wird eine Ritzelwellenanordnung vorgeschlagen, wie sie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, in Fahrzeugen eingesetzt wird. Die Ritzelwellenanordnung weist einen Ritzelkopf auf, welcher bevorzugt als ein Kegelrad, insbesondere mit Zähnen, z. B. in einer Schrägverzahnung, ausgebildet ist. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Ritzelkopf jedoch auch als ein Kronrad realisiert sein.
Bevorzugt ist der Ritzelkopf als ein antreibendes Bauteil ausgebildet, bei weniger bevorzugten Ausführungsformen kann der Ritzelkopf auch als das angetriebene Bauteil realisiert sein. In besonders bevorzugten Ausführungsformen kämmt der Ritzelkopf mit einem größeren Gegenrad. Die Ritzelwellenanordnung umfasst weiterhin eine Welle, welche zum An- bzw. Abtreiben des Ritzelkopfs ausgebildet und/oder angeordnet ist. Insbesondere ist die Welle mit dem Ritzelkopf unmittelbar mechanisch verdrehfest verbunden.
Ein Außenkörper dient zur Festlegung der Ritzelwellenanordnung an einer Haltestruktur, wobei der Außenkörper zu diesem Zweck beispielsweise einen Halteflansch zeigt, über den die Ritzelwellenanordnung als Baugruppe, insbesondere als Patroneneinheit festlegbar ist. Die Haltestruktur ist beispielsweise als ein Getriebegehäuse oder eine andere mechanische Schnittstelle in einem Getriebe realisiert.
Die Ritzelwellenanordnung umfasst mindestens, bevorzugt genau zwei Reihen von als Rollen ausgebildete Wälzkörpern, welche auf Außenlaufbahnen und Innenlaufbahnen abwälzend angeordnet sind. Die Wälzkörper bzw. die dadurch gebildete Lagerung ist bevorzugt so realisiert, dass die zwei Reihen in einer O-Anordnung angestellt sind. Insgesamt ist die Lagerung so ausgelegt, dass die Welle und damit auch der Ritzelkopf relativ zu dem Außenkörper drehbar gelagert ist.
Mindestens eine der Laufbahnen, vorzugsweise mindestens eine der Innenlaufbahnen oder mindestens eine der Außenlaufbahnen, ist durch eine Bordlauffläche in axialer Richtung begrenzt. Die Bordlauffläche ist in einem Längs schnitt durch die Drehachse der Welle winklig zu der Fläche der Innenlaufbahn angeordnet. Im Betrieb dient die Bordlauffläche zur Anlage und/oder Führung der Wälzkörper, insbesondere der Stirnseiten der Wälzkörper.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Bordlauffläche an dem Ritzelkopf und/oder an einem Verbindungsflansch zur Verbindung der Welle mit einer weiteren Welle und/oder an einer Wellenmutter zur axialen Vorspannung der Ritzelwellenlagerung angeformt ist.
Der Erfindung liegt die Überlegung zu Grunde, die Bordlauffläche an ein Funktionsbauteil anzuformen, welches separat zu einem Träger der Laufbahn ausgebildet ist. Mit dieser Ausbildung kann zum einen die Vorspannung in der Lagerung bei der Montage in einfacher Weise genau eingestellt werden und spart auf diese Weise Fertigungskosten. Zum anderen ergeben sich neue Designmöglichkeiten für den Aufbau der Ritzelwellenanordnung, da z. B. die Innenlaufbahn durch die separate Bordführungsfläche erst nach dem Einbau in den Außenkörper abgeschlossen wird. Bis zu diesem Fertigungsschritt kann der Wälzkörperraum mit den Wälzkörpern befüllt werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Ritzelkopf und die Welle einstückig ausgebildet. Diese Ausführungsform ermöglicht es, dass die Anzahl der Bauteile der Ritzelwellenanordnung gering gehalten wird. Alternativ oder ergänzend können noch weitere oder andere Funktionselemente an die Welle angeformt sein. So kann zum Beispiel der Verbindungsflansch oder eine andere mechanische Schnittstelle zur Anbindung der Welle ebenfalls einstückig angeformt sein.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Ritzelkopf und/oder der Verbindungsflansch als ein separates Bauteil auf die Welle aufgesetzt. Der Ritzelkopf wird beispielsweise über Konus-, Presssitz, eine zusätzliche Verdrehsicherung, zum Beispiel Nut und Feder, gegen Verdrehen auf der Welle gesichert. Optional kann der Ritzelkopf stirnseitig zusätzlich eine Sicherungsschraube aufweisen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Ritzelkopf und der benachbarten Innenlauffläche bzw. deren Tragkörper und/oder zwischen der Wellenmutter und der benachbarten Innenlauffläche bzw. deren Tragkörper und/oder zwischen dem Verbindungsflansch und der benachbarten Innenlauffläche bzw. deren Tragkörper eine Passscheibe oder alternativ ein Passblech zur Definition der axialen Vorspannung eingelegt. Durch Wechsel der Passscheibe kann die axiale Vorspannung der Lagerung auch im teilmontierten Zustand eingestellt werden.
Bei einer Alternative oder einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Außenkörper und der Haltestruktur eine bzw. eine weitere Passscheibe bzw. ein weiteres Passblech zur Einstellung des Eingriffspunkts des Ritzelkopfs angeordnet. Nachdem zumindest durch die optionale Passscheibe zwischen Ritzelkopf und der benachbarten Innenlauffläche die axiale Lage des Wellenkopfs verändert wird bzw. der Eingriffspunkt des Ritzelkopfs in das nachfolgende Getriebe ohnehin eingestellt werden muss, wird vorgeschlagen, die Passscheibe beispielsweise zwischen einem Flansch des Außenkörpers und der Haltestruktur einzusetzen. Passscheiben sind in einer Vielzahl von Dicken erhältlich, so dass sowohl die Vorspannung als auch die axiale Lage des Eingriffspunkts unabhängig voneinander hochgenau eingestellt werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Außenlaufbahnen auf einem einstückigen Außenträger angeordnet, welcher ebenfalls ein Bestandteil der Ritzelwellenanordnung bildet. Bei dieser Ausprägung ist es als Vorteil zu sehen, dass die Anzahl der Bauteile der Ritzelwellenanordnung gegenüber einer ebenfalls möglichen Variante mit zwei oder mehreren Außenringen verringert ist. Mit dem gleichen Vorteil ist es bevorzugt, dass ergänzend oder alternativ die Innenlaufbahnen ebenfalls auf einem einstückigen Innenträger statt auf separaten Innenringen angeordnet sind.
Bei einer möglichen Ausführungsform ist der Außenträger als ein Außenring oder eine Hülse ausgebildet, welcher bzw. welche in dem Außenkörper eingebracht, zum Beispiel eingepresst oder eingeschoben ist. Bei alternativen Ausführungsformen wird der Außenträger beispielsweise mit Schiebesitz in den Außenkörper eingeschoben und lösbar beispielsweise über eine Flanschverbindung an dem Außenkörper mit Schrauben o. ä. befestigt.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Außenträger selbst als der Außenkörper ausgebildet. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Innenträger als die Welle ausgebildet ist. Bei einer alternativen Ausprägung der Erfindung ist die Welle nur als Träger einer der Innenlaufbahnen realisiert.
Durch die Zusammenführung der Innenlaufbahnen bzw. Außenlaufbahnen auf einen gemeinsamen träger wird zum einen – wie bereits erwähnt – die Anzahl der Bauteile verringert, zum anderen wird das Einstellen der Lagerung hinsichtlich der Vorspannung wesentlich vereinfacht, da die Toleranzkette durch die Verringerung der Anzahl der Bauteile wesentlich verkürzt wird.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Ritzelwellenanordnung einen Käfig auf, welcher die Wälzkörper einer Reihe voneinander beabstandet hält. Der Käfig ist bevorzugt so ausgebildet, dass dieser nach dem Zusammenbau der Ritzelwellenanordnung, jedoch vor dem Einsetzen des Ritzelkopfs bzw. der Wellenmutter bzw. des Verbindungsflanschs in den Wälzkörperraum eingeführt werden kann. Besonders bevorzugt ist der Käfig als ein- oder mehrfach geteilter Käfig und/oder als ein Kammkäfig ausgebildet.
Um Verschmutzungen der Lagerung vorzubeugen und/oder einen Bauraum für eine Lebensdauerschmierung vorzusehen, ist es bevorzugt, dass die Ritzelwellenanordnung eine oder mehrere Dichtungsringe aufweist, welche so angeordnet sind, dass der Raum der Wälzkörper in axialer Richtung ein- oder beidseitig abgedichtet ist. Bevorzugt werden sogenannte Lippendichtungen verwendet, welche in dem Außenkörper bzw. in dem Außenträger festgelegt sind und berührend oder berührungslos den Innenträger bzw. die Welle abdichten. Diese Ausbildung ermöglicht, dass die Ritzelwellenanordnung bereits beim Hersteller mit Schmierstoff befüllt werden kann und als einbaufertige Einheit an den Kunden ausgeliefert werden kann.
Sei einer konstruktiven Realisierung sind die Wälzkörper als Rollen, insbesondere als Kegelrollen, Zylinderrollen und/oder Tonnenrollen ausgebildet. Es ist auch möglich, dass die Lagerung als eine Schrägrollenlagerung realisiert ist, wobei eine der beiden Laufbahnen konisch ausgebildet ist und die gegenüberliegende Laufbahn eine zylindrische Form aufweist.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Fahrzeuggetriebe, zum Beispiel ein Antriebsgetriebe oder Differenzial, welches durch eine Ritzelwellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 bzw. wie sie zuvor beschrieben wurde, gekennzeichnet ist. Der Ritzelkopf ist in einem Antriebsstrang zur Übertragung eines Antriebsdrehmoments angeordnet und/oder ausgebildet.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Längsschnittdarstellung einer Ritzelwellenanordnung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 in gleicher Darstellung wie die vorhergehende Figur eine Ritzelwellenanordnung als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 in gleicher Darstellung wie die vorhergehenden Figuren eine Ritzelwellenanordnung als ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 in gleicher Darstellung wie die vorhergehenden Figuren eine Ritzelwellenanordnung als ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 in gleicher Darstellung wie die vorhergehenden Figuren ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
6 in gleicher Darstellung wie die vorhergehenden Figuren eine Ritzelwellenanordnung als ein sechstes und siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
7 in gleicher Darstellung wie die vorhergehenden Figuren eine Ritzelwellenanordnung als ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Einander entsprechende oder gleiche Teile sind jeweils miteinander entsprechenden oder gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt eine Ritzelwellenanordnung 1 in einer schematischen Längsschnittdarstellung durch die Drehachse 2 der Ritzelwellenanordnung 1. Derartige Ritzelwellenanordnungen werden beispielsweise in Achsgetrieben oder Differentialen von Fahrzeugen eingesetzt und übertragen ein Antriebsdrehmoment, zum Beispiel an hinsichtlich ihrer Drehachse gewinkelt angeordnete Tellerräder.
Die Ritzelwellenanordnung 1 umfasst einen Außenkörper 3, welcher über einen einstückig angeformten Flansch 4 an einer nicht gezeigten Haltestruktur, zum Beispiel an einem Getriebegehäuse, festlegbar ist. Der Außenkörper 3 ist innenseitig als ein hohlzylindrisch-ähnlicher Körper ausgebildet, wobei in dessen Innenraum eine Welle 5 über eine Mehrzahl von Wälzkörpern 6 drehbar gelagert ist. Die Wälzkörper 6 sind in einer ersten Wälzkörperreihe 7 und in einer zweiten Wälzkörperreihe 8 angeordnet. Die Wälzkörper 6 sind in dem gezeigten Beispiel als Kegelrollen ausgebildet, welche in der ersten und der zweiten Wälzkörperreihe 7, 8 in einer O-Anordnung angestellt sind, wobei deren Enden mit größerem Durchmesser zu den axialen Außenseiten orientiert sind.
Die Welle 5 zeigt an ihrer radialen Außenfläche eine erste und eine zweite Innenlaufbahn 9, 10, so dass die Wälzkörper 6 unmittelbar auf der Welle 5 abwälzen. Die Innenlaufbahnen 9, 10 sind einstückig in die Welle 5 eingeformt bzw. eingebracht. Insbesondere wälzen die Wälzkörper 6 innenringfrei auf der Welle 5 ab.
Der Außenkörper 3 trägt korrespondierend dazu eine erste und eine zweite Außenlaufbahn 11 bzw. 12, welche ebenfalls einstückig an dem Außenkörper 3 bzw. an dessen Innenfläche angeordnet sind. An einer ersten stirnseitigen Öffnung des Außenkörpers 3 ist ein Dichtungsring 13 angeordnet, welcher den Bauraum der Wälzkörper 6 zwischen dem Außenkörper 3 und der Welle 5 abdichtet. Im weiteren Verlauf weist die Welle 5 einen vorzugsweise einstückig angeformten Adapterflansch 16 – auch als Verbindungsflansch oder Antriebsflansch zu bezeichnen – auf, über den die Welle 5 drehfest mit einer weiteren Welle verbindbar ist.
An dem gegenüberliegenden Ende der Welle 5 zeigt diese einen zylinderförmigen Fortsatz 14, welcher koaxial zu der Drehachse 2 angeordnet ist und auf dem ein Ritzelkopf 15 in Richtung des Pfeils 16 aufsteckbar und fixierbar ist. Der Ritzelkopf 15 ist als ein Kegelrad ausgebildet, welcher an seinem Kegelmantel zum Beispiel Zähne 17 oder eine Schrägverzahnung, zur Verzahnung mit den nachgeschalteten Tellerrädern trägt. Koaxial zu der Drehachse 2 weist der Ritzelkopf einen Aufnahmeraum 18 für den zylinderförmigen Fortsatz 14 auf.
An der Rückseite bzw. der der Welle 5 zugewandten Stirnseite des Ritzelkopfs 15 ist eine Ausnehmung 19 einstückig in den Ritzelkopf 15 eingebracht, welche im Randbereich im gezeigten Längsschnitt eine winklig zu einer Radialebene zu der Drehachse 2 angeordnete Bordlauffläche 20 bildet. Bei einem Zusammenbau des Ritzelkopfs 15 auf die Welle 5 wird die Bordlauffläche 20 so posi tioniert, dass der Ritzelkopf 15 bzw. die Bordlauffläche 20 einen Bord für die Wälzkörper 6 der ersten Wälzkörperreihe 7 bildet. In dem gezeigten Aufbau weist das breitere Ende der Wälzkörper 6 der ersten Wälzkörperreihe 7 in Richtung des Ritzelkopfs 15, wobei die Bordlauffläche 20 dann einen Bord für den radial inneren Randbereich der Wälzkörper 6 der ersten Wälzkörperreihe 7 bildet.
Bei einem Zusammenbau der Ritzelwellenanordnung 1 in der 1 wird in einem ersten Schritt die zweite Wälzkörperreihe 8 auf der Welle 5 montiert. In einem nächsten Schritt wird die Welle 5 in den Außenkörper 3 von rechts eingeführt. In einem weiteren Schritt werden von links die Wälzkörper 6 der ersten Wälzkörperreihe 7 und gegebenenfalls ein geteilter Käfig in den zwischen der ersten Innenlaufbahn 9 und der ersten Außenlaufbahn 11 gebildeten Ringraum eingeführt. In einem letzten Schritt wird der Ritzelkopf 15 auf den Fortsatz 14 so weit aufgeschoben, dass die Bordlauffläche 20 lagerichtig positioniert ist. Um die Position der Bordlauffläche 20 relativ zu den Laufbahnen 9 und 11 abstimmen zu können, kann optional eine erste Passscheibe 21 auf den Fortsatz 14 aufgefädelt werden, wobei durch die Dicke in axialer Richtung der ersten Passscheibe 21 der Abstand der Bordlauffläche 20 zu den Laufbahnen 9 und 11 eingestellt werden kann. Ergänzend kann auch die Vorspannung der gezeigten Lagerung durch diese erste Passscheibe 21 eingestellt werden. Der Ritzelkopf 15 wird mit dem Fortsatz 14 bzw. der Welle 5 form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden, beispielsweise durch eine Sicherungsschraube.
Mit dem Ziel, den Zahneingriffspunkt in axialer Richtung des Ritzelkopfs 15 in die korrekte axiale Lage zu bringen, ist es möglich, eine zweite Passscheibe 22 zwischen der Haltestruktur und dem Flansch 4 einzubringen. Es ist darauf hinzuweisen, dass das erste Ausführungsbeispiel sich auch dadurch auszeichnet, dass die Anzahl der Bauteile ausgesprochen gering ist. Um die Montage des Käfigs für die erste Wälzlagerreihe 7 zu ermöglichen, kann dieser z. B. als teilbarer Käfig und/oder als Kammkäfig ausgebildet sein.
Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ritzelwellenanordnung 1, welche im Wesentlichen ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, so dass auf die vorherige Beschreibung verwiesen wird. Im Unterschied dazu ist der Ritzelkopf 15 und die Welle 5 einstückig miteinander verbunden. Um eine Montage zu ermöglichen, sind die Innenlaufbahnen 9, 10 nicht unmittelbar auf der Welle 5 angeordnet, sondern auf einem Innenträger 23, welcher als ein einteiliger Lagerring mit den zwei Innenlaufbahnen 9 und 10 ausgebildet ist.
Bei der Montage dieser Ritzelwellenanordnung 1 wird in einem ersten Schritt der Innenträger 23 mit der vormontierten ersten Wälzkörperreihe 8 in den Außenkörper 3 von rechts eingeschoben. In einem nächsten Schritt werden die Wälzkörper 6 und gegebenenfalls der Käfig von der ersten Wälzkörperreihe 7 von links eingeführt. In einem nächsten Schritt wird von links die einteilige Baugruppe, bestehend aus Ritzelkopf 15 und Welle 5, durch den Innenträger 23 geführt. Der Ritzelkopf 15 in der 2 trägt ebenso eine Bordlauffläche 20, welche sich in analoger Weise zur axialen Führung der Wälzkörper 6 der ersten Wälzkörperreihe 7 positioniert. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, zur Feinabstimmung der Vorspannung zwischen Innenträger 23 und Ritzelkopf 15 eine erste Passscheibe 21 bzw. an dem Flansch 4 eine zweite Passscheibe 22 einzusetzen. Im weiteren Gegensatz zu der vorhergehenden Ausführungsform weist die Ritzelwellendichtung 1 zwei Dichtungen 13 auf, welche beidseitig den Wälzkörperraum für die Wälzkörper 6 abdichten. Es ist auch möglich, dass die Ausführungsform in der 1 beidseitig abgedichtet ist.
Die 3 stellt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, welche sich von dem Ausführungsbeispiel in der 2 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass nur eine Dichtung 13 auf der dem Ritzelkopf abgewandten Seite des Außenkörpers 3 angeordnet ist.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung in der 4 ist eine weitere Abwandlung der Ausführungsbeispiele in den 2 und 3 dargestellt, welche sich insbesondere dadurch abhebt, dass die Außenlaufbahnen 11 und 12 von einem Außenträger getragen werden, welcher bei diesem Ausführungsbeispiel als zwei Außenringe 24 realisiert ist, die durch einen an den Außenkörper 3 angeformten Bund getrennt sind. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Außenträger auch als ein Außenring realisiert sein, welcher zugleich beide Außenlaufbahnen 11 und 12 als einteiliges Bauteil trägt. Als weiteren Unterschied zu den vorhergehenden Figuren wird der Bord für die zweite Wälzkörperreihe 8 durch eine Bordscheibe 25 dargestellt, welche im gezeigten Längsschnitt ringscheibenförmig ausgebildet ist und an dem Außenbereich eine Bordlauffläche 20 in analoger Ausführung zu der Bordlauffläche 20 des Ritzelkopfs 15 trägt. Die Bordscheibe 25 ist radial mit Spiel auf der Welle gepasst und kann leicht zum Zwecke der Einstellung gewechselt werden. Bei dieser Ausführungsform ist es sowohl möglich, eine erste Passscheibe zwischen Ritzelkopf 15 und dem Innenträger 23 als auch zwischen der Bordscheibe 25 und dem Innenträger 23 anzuordnen. Für den Fall, dass nur eine erste Passscheibe 21 zwischen Bordscheibe 25 und Innenträger 23 verwendet wird, hat dies den Vorteil, dass durch einen Wechsel der ersten Passscheibe 21 zu einer dünneren oder dickeren Passscheibe der Zahneingriffspunkt des Ritzelkopfs 15 nicht verändert wird.
Die 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel ähnlich zu der Ausführungsform in der 4 mit dem Unterschied, dass der Innentragkörper 23 als zwei voneinander beabstandete Innenringe 26 ausgebildet ist.
Die 6 zeigt zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung in einer gemeinsamen Darstellung, wobei in Unterschied zu der 1 betrachtet der Ritzelkopf 15 und die Welle 5 einstückig ausgebildet sind. Die obere Hälfte der 6 zeigt eine Ausführungsform bei der die Bordlauffläche 20 in dem zu dem Ritzelkopf 15 benachbarten Innenring 26 integriert ist. Die untere Hälfte zeigt dagegen eine Ausführungsform, bei der die Bordlauffläche 20 für die erste Wälzkörperreihe 7 einstückig an der Stirnseite des Ritzelkopfs 15 eingeformt ist.
Bei beiden Ausführungsbeispielen läuft die Welle 5 an ihrem freien Ende zylinderförmig aus, so dass diese störkonturfrei von links in den Außenkörper 3 eingeführt werden kann. An diesem freien Ende ist ein Verbindungsflansch 27, ausgebildet als Antriebsflansch, als separates Bauteil aufgesetzt, welcher zur drehfesten Verbindung mit einer nicht-dargestellten weiteren Welle dient. Der Verbindungsflansch 27 zeigt einen Flanschabschnitt 28, der sich scheibenartig in radialer Richtung erstreckt und in den Durchgangsöffnungen zur Aufnahme von Befestigungsschrauben eingebracht sind. Ein innenseitig hohlzylinderartiger Adapterbereich 29 eines Antriebsflansches wird bei der Montage über das freie Ende der Welle 5 geführt und durch weitere Befestigungsschrauben an diesem festgelegt. Um eine ausreichende Zentrierung von Verbindungsflansch 27 und der Welle 5 zu erreichen sind die beiden Bauteile zueinander selbstzentrierend ausgebildet. Dies wird über Teilbereich an der Außenseite der Welle 5 und an der Innenseite des Adapterbereichs 29 erreicht, welche einen selbstzentrierenden Passsitz ergeben. Als Verdrehsicherung sind an den gleichen Flächen beispielsweise Längsnuten bzw. Längsrippen eingebracht, welche komplementär ineinander greifen.
Die Bordlauffläche 20 für die zweite Wälzkörperreihe 8 ist an einer scheibenähnlichen Verbreiterung 30 des Verbindungsflanschs 27 angeordnet und analog zu den anderen Bordlaufflächen 20 ausgebildet. In dem unteren Ausführungsbeispiel werden somit die Bordlaufflächen 20 für beide Wälzkörperreihen 7 und 8 durch ein separates Bauteil bereitgestellt.
Die Innen- und Außenlaufbahnen 9, 10, 11 und 12 werden durch jeweils zwei auf- bzw. eingesetzte Innenringe 26 bzw. zwei Außenringe 24 realisiert. Zur Einstellung der Lagerluft kann – für das untere Ausführungsbeispiel nach 6 – eine Passscheibe 21 zwischen Ritzelkopf 15 und benachbarten Innenring 26 eingesetzt werden. Alternativ oder ergänzend kann für den gleichen Zweck eine Passscheibe 21 zwischen Verbindungsflansch 27 und benachbarten Innenring 26 eingesetzt werden.
Die 7 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in einer ähnlichen Weise wie das erste Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Auf der Welle 5 sind die Innenlaufbahnen 9, 10, in dem Außenkörper sind die Außenlaufbahnen 11, 12 integriert, so dass keine zusätzlichen Bauteile als Träger für die Laufbahnen benötigt werden. Die Bordlauffläche 20 für die erste Wälzkörperreihe 7 ist ebenfalls in dem Ritzelkopf 15 eingeformt. Der Ritzelkopf 15 und die Welle 5 sind jedoch im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel in der 1 als ein einstückiges Bauteil ausgebildet.
Analog zu dem Ausführungsbeispiel in der 6 ist an dem freien Ende der Welle 5 der Verbindungsflansch 27 aufgesetzt, welcher konstruktiv abgewandelt ausgebildet ist: Statt der scheibenähnlichen Verbreiterung 30 weist der Adapterbereich 29 ein konstantes Querschnittprofil auf, so dass auf dessen radialer Außenseite ein Zylinderfläche als Sitz für einen Dichtungsring 13 bereitgestellt ist. Die Bordlauffläche 20 ist wieder in den einstückigen Verbindungsflansch 27 eingearbeitet. Statt dem Verbindungsflansch 27 kann auch eine nicht-gezeigte Wellenmutter verwendet werden, welche auf die Welle 5 aufgeschraubt wird und zum einen die Vorspannung in der Lagerung erzeugt und zum anderen die Bordlauffläche 20 trägt. Besondere Vorteile des achten Ausführungsbeispiels und – je nach Ausbildung der vorhergehenden Ausführungsbeispiele sind die Bauteilreduzierung, die hohe Steifigkeit der Ritzelwellenanordnung 1 durch die massive Welle 5 ohne aufgesetzte Innenringe oder Tragkörper, die hohe Steifigkeit der Ritzelwellenanordnung 1 durch Integration der Welle 5 in den Außenkörper 3 mit integrierten Außenlaufbahnen 11, 12 und mit dem integrierten Flansch 4, das bauraumsparende Design in radialer Richtung und die damit gewonnene Möglichkeit zur Erhöhung der Tragzahl bei gleichem Bauraum in Vergleich mit konventionellen Konstruktionen, das bauraumsparende Design in axialer Richtung bei begrenztem axialen Einbauraum, die einfache Montage durch die Möglichkeit des nachträglichen Einstellens der Vorspannung durch Wechsel der Passscheiben, die Möglichkeit der hochpräzisen Einstellung aufgrund fehlender konstruktionsbedingter Passungseinflüsse, die Reparaturfreundlichkeit und die Ausbildung als „Plug and Play” Lösung, die dem Kunden hinsichtlich der Vorspannung bzw. des Lagerspiels eingestellt und ggfs. mit Schmierstoff befüllt geliefert werden kann.

1: Ritzelwellenanordnung
2: Drehachse
3: Außenkörper
4: Flansch
5: Welle
6: Wälzkörper
7: erste Wälzkörperreihe
8: zweite Wälzkörperreihe
9: erste Innenlaufbahn
10: zweite Innenlaufbahn
11: erste Außenlaufbahn
12: zweite Außenlaufbahn
13: Dichtungsring, Dichtungen
14: zylinderförmiger Fortsatz
15: Ritzelkopf
16: Adapterflansch
17: Zähne
18: Aufnahmeraum
19: Ausnehmung
20: Bordlauffläche
21: erste Passscheibe
22: zweite Passscheibe
23: Innenträger
24: Außenring
25: Bordscheibe
26: beabstandete Innenringe
27: Verbindungsflansch
28: Flanschabschnitt
29: Adapterbereich
30: Verbreiterung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 20221813 U1 [0002]
- EP 0687826 A1 [0003]
- DE 102005031762 B4 [0004]
- DE 102008021884 [0005]

Claims

Ritzelwellenanordnung (1) mit einem Ritzelkopf (15), mit einer Welle (5) zum An- und/oder Abtreiben des Ritzelkopfs, mit einem Außenkörper (3) zur Festlegung der Ritzelwellenanordnung an einer Haltestruktur, mit zwei Reihen (7, 8) von als Rollen ausgebildete Wälzkörpern (6), mit Außenlaufbahnen (11, 12), mit Innenlaufbahnen (9, 10), wobei die Wälzkörper (6) auf den Außenlaufbahnen (11, 12) und den Innenlaufbahnen (9, 10) abwälzend angeordnet sind, so dass die Welle (5) relativ zu dem Außenkörper (3) drehbar gelagert ist, wobei mindestens eine der Laufbahnen (9, 10) durch eine Bordlauffläche (20) in axialer Richtung begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bordlauffläche (20) an dem Ritzelkopf (15) und/oder an einem Verbindungsflansch (27) zur Verbindung der Welle (5) mit einer weiteren Welle und/oder einer Wellenmutter zur axialen Vorspannung der Ritzelwellenanordnung (1) angeformt ist.
Ritzelwellenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ritzelkopf (15) und Welle (5) einstückig ausgebildet sind.
Ritzelwellenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ritzelkopf (15) auf die Welle (5) aufgesetzt ist.
Ritzelwellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ritzelkopf (15) und der benachbarten Innenlauffläche (9, 10) und/oder zwischen der Wellenmutter und der benachbarten Innenlauffläche (9, 10) und/oder zwischen dem Verbindungsflansch (27) und der benachbarten Innenlauffläche (9, 10) eine Passscheibe (21) zur Einstellung der axialen Vorspannung und/oder der Lagerluft eingelegt ist.
Ritzelwellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Außenkörper (3) und der Haltestruktur eine Passscheibe (22) zur Einstellung des Eingriffspunkt des Ritzelkopfs (15) angeordnet ist.
Ritzelwellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlaufbahnen (11, 12) auf einem einstückigen Außenträger angeordnet sind.
Ritzelwellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlaufbahnen (9, 10) auf einem einstückigen Innenträger (23) angeordnet sind.
Ritzelwellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenträger als ein Außenring ausgebildet ist, welcher in den Außenkörper (3) eingebracht wird.
Ritzelwellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenträger als der Außenkörper (3) ausgebildet ist.
Ritzelwellenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenträger (23) als die Welle (5) ausgebildet ist.
Ritzelwellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Käfig, wobei der Käfig als ein – oder mehrfach geteilter Käfig und/oder Kammkäfig ausgebildet ist.
Ritzelwellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Dichtungsringe (13), welche so angeordnet sind, dass der Raum der Wälzkörper (6) in axialer Richtung ein- oder beidseitig abgedichtet ist.
Ritzelwellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (6) als Rollen, Kegelrollen, Zylinderrollen und/oder Tonnenrollen ausgebildet sind.
Getriebe, insbesondere Fahrzeuggetriebe, gekennzeichnet durch eine Ritzelwellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ritzelkopf (15) zur Übertragung eines Antriebsdrehmoments angeordnet ist.