DE102008055925A1

DE102008055925A1 - Lageranordnung

Info

Publication number: DE102008055925A1
Application number: DE200810055925
Authority: DE
Inventors: Carlos E. Milan Marin; Clinton E. Monroe Carey; Leonid Farmington Hills Basin
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2009-06-10

Abstract

Eine Lageranordnung zur Verwendung zwischen zwei Komponenten in einem Getriebe umfasst ein in einem Außenelement angeordnetes Innenelement. Das Innenelement umfasst mehrere Lagerelementfenster, und in jedem Lagerelementfenster ist ein Lagerelement angeordnet. Das Innenelement ist durch ein Abstandselement gegen das Außenelement vorgespannt. Fluid kann durch und/oder um das Abstandselement zwischen den beiden Komponenten des Getriebes strömen.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen aus der am 8. November 2007 eingereichten vorläufigen U. S.-Anmeldung Nr. 60/986,417. Die Offenbarung der vorstehenden Anmeldung wird hierin durch Verweis aufgenommen.
Gebiet
Die Erfindung betrifft allgemein eine Lageranordnung in einem Getriebe und insbesondere eine Nadellageranordnung in einem Getriebe, die zum Strömenlassen von Fluid durch die Nadellageranordnung ausgelegt ist.
Hintergrund
Die Angaben in diesem Abschnitt sehen lediglich Hintergrundinformationen bezüglich der vorliegenden Offenbarung vor und stellen ggf. nicht den Stand der Technik dar.
Ein herkömmliches Getriebe umfasst ein sich drehendes Element oder einen Rotor, beispielsweise eine Antriebswellenanordnung, der in einem feststehenden Element oder Stator, beispielsweise einem Getriebegehäuse, angeordnet ist. Sowohl der Stator als auch der Rotor können mehrere Fluidbeförderungsdurchlässe zum Übermitteln eines Fluids, beispielsweise eines Öls oder anderer Schmier- und Kühlfluide, zu verschiedenen Stellen in dem Getriebe umfassen. Demgemäß kann es erforderlich sein, dass Fluid zwischen dem Rotor und dem Stator strömt.
Der Rotor ist typischerweise durch mehrere Lageranordnungen zur Drehung in dem Stator gelagert Die Lageranordnungen lassen eine relative Drehung zwischen dem Stator und dem Rotor zu. Eine typische Lageranordnung umfasst einen Fensterkäfig mit einem in jedem Fenster oder Lagerelementfenster angeordneten Nadellager oder Rollenelement. Während sie für ihren vorgesehenen Zweck brauchbar sind, können diese Lagerelemente die Fluidverbindung zwischen dem Rotor und dem Stator beeinträchtigen. Demgemäß besteht in dem Gebiet Bedarf nach einer in einem Getriebe verwendeten Lageranordnung, die Fluidverbindung durch die Lageranordnung zulässt.
Zusammenfassung der Erfindung
Bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine in einem Getriebegehäuse gelagerte Getriebeanordnung vorgesehen. Die Getriebeanordnung weist eine Lageranordnung auf, die eine Hohlwelle und eine drehbare Welle lagert. Die Hohlwelle ist in einem Hohlraum des Getriebegehäuses angeordnet. Die Hohlwelle weist mindestens einen radial verlaufenden Fluidverbindungsdurchlass und eine mittlere Bohrung auf, die einen Hohlwellenhohlraum festlegt. Die drehbare Welle weist mindestens einen radial verlaufenden Fluidverbindungsdurchlass und eine mittlere Bohrung auf, die einen mittleren Fluiddurchlass festlegt, wobei die drehbare Welle in dem Hohlwellenhohlraum angeordnet ist. Die Lageranordnung weist einen Innenkäfig oder ein Innenelement und einen Außenkäfig oder Außenelement auf und ist zwischen dem Getriebegehäuse und der Hohlwelle angeordnet. Das Außenelement weist ein erstes Ende und mindestens eine Fluidverbindungsöffnung auf, die nahe dem ersten Ende an geordnet ist, wobei das Außenelement an dem Getriebegehäuse angebracht ist. Das Innenelement weist ein erstes Ende nahe der mindestens einen Fluidverbindungsöffnung des Außenelements und gegenüber dem ersten Ende des Außenelements, ein zweites Ende und mindestens ein Lagerelementfenster auf, das zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Innenelements angeordnet ist. Es ist mindestens ein Lagerelement in dem mindestens einen Lagerelementfenster angeordnet. Mindestens ein Abstandselement ist zwischen dem ersten Ende des Innenelements und dem ersten Ende des Außenelements angeordnet. Mindestens ein Abstandselement lässt Fluid von dem mittleren Fluiddurchlass der drehbaren Welle durch die mindestens eine Fluidverbindungsöffnung in dem Außenelement strömen.
Bei einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Lageranordnung eine an dem ersten Ende des Außenelements angebrachte Dichtung auf. Bei einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Abstandselement gegenüber dem Außenelement durch die Dichtung abgedichtet.
Bei einer noch anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Getriebegehäuse einen ringförmigen Kanal in Fluidverbindung mit der Fluidverbindungsöffnung des Außenelements auf.
Bei einer noch anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Außenelement der Lageranordnung an dem Getriebegehäuse angebracht.
Bei einer noch anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Lagerelement ein Rollenlager.
Bei einer noch anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Lagerelement ein Nadellager.
Bei einer noch anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Abstandselement eine wellenförmige Platte.
Bei einer noch anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Abstandselement ein Abstandsblock.
Bei einer noch anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Lageranordnung zwischen einem Stützelement in dem Getriebe und einer beliebigen drehbaren Welle in dem Getriebe angeordnet.
Weitere Aufgaben, Ausgestaltungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen durch Heranziehen der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen hervor, wobei gleiche Bezugszeichen die gleiche Komponente, das gleiche Element oder Merkmal bezeichnen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich dem Zweck der Veranschaulichung und sollen nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise beschränken.
1A ist eine Teilansicht im Querschnitt eines beispielhaften Getriebes mit einer Ausführungsform einer Lageranordnung nach den erfindungsgemäßen Grundsätzen; und
1B ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in 1A gezeigten beispielhaften Getriebe- und Lageranordnung.
Eingehende Beschreibung
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungsmöglichkeiten nicht einschränken.
Unter Bezug auf 1A und 1B wird ein Teil eines beispielhaften Getriebes zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug veranschaulicht und allgemein durch das Bezugszeichen 10 gezeigt. Das Getriebe 10 umfasst allgemein ein Gehäuseelement oder Getriebegehäuse 12, das zumindest teilweise eine Antriebswelle bzw. ein Antriebselement (nicht gezeigt), eine Abtriebswelle bzw. Abtriebselement 14 und eine Zahnradgetriebeanordnung 16 umschließt und lagert, die allgemein mehrere Zahnradsätze und Drehmoment übertragende Vorrichtungen aufweist. Die Zahnradgetriebeanordnung 16 ist zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement bzw. der drehbaren Welle 14 verbaut. Die Zahnradgetriebeanordnung 16 dient zum Vorsehen mehrerer Vorwärts- und Rückwärts-Drehzahl- oder -Drehmomentverhältnisse zwischen dem Antriebselement und der drehbaren Welle 14.
Das Getriebegehäuse 12 umfasst einen inneren Hülsenabschnitt 18 mit einer Innenwand 20. Die Innenwand 20 bildet einen Hohlraum oder eine Bohrung 22 aus, die zum Aufnehmen der drehbaren Welle 14 und eines Abschnitts der Zahnradgetriebeanordnung 16 bemessen ist, wie nachstehend näher beschrieben wird. Das Getriebegehäuse 12 bildet ferner mindestens einen Fluidverbindungsdurchlass 24 aus, der sich durch den Hülsenabschnitt erstreckt und mit einem in der Bohrung 22 angeordneten ringförmigen Kanal 25 in Verbindung steht. Der Fluidverbindungsdurchlass 24 dient zum Übermitteln eines Fluids, beispielsweise Schmieröl, von dem ringförmigen Kanal 25 durch das Getriebegehäuse 12. Das Getriebegehäuse 12 kann zusätzliche Fluidverbindungsdurchlässe und Kanäle umfassen, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die drehbare Welle 14 umfasst im Allgemeinen eine Außenfläche 30 und eine Innenfläche 32 Die Innenfläche bildet eine mittlere Bohrung oder einen mittleren Fluiddurchlass 34 aus, der entlang mindestens eines Teils einer Länge der drehbaren Welle 14 verläuft. Die drehbare Welle 14 bildet weiterhin mindestens einen radial verlaufenden Fluidverbindungsdurchlass 36 aus, der mit dem mittleren Fluiddurchlass 34 und der Außenfläche in Verbindung steht.
In dem vorgesehenen Beispiel umfasst die Zahnradgetriebeanordnung 16 einen Zahnradgetriebeabschnitt oder eine Hohlwelle 40 mit einer inneren Zahnfläche 42 und einer Außenfläche 44. Es versteht sich aber, dass die Zahnradgetriebeanordnung 16 eine beliebige Anzahl oder Kombination von Zahnradsätzen, Kupplungen, Bremsen und/oder Synchronvorrichtungen umfassen kann, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die innere Zahnfläche 42 greift mit einem Zahnabschnitt 45 an der Außenfläche 30 der drehbaren Welle 14. Demgemäß ist die Hohlwelle 40 mit der drehbaren Welle 14 drehend verbunden. Ferner ist ein ringförmiger Kanal 72 durch die Außenfläche 30 der drehbaren Welle 14 und die innere Zahnfläche 42 der Hohlwelle 40 ausgebildet und ist mit dem Fluidverbindungsdurchlass 36 der drehbaren Welle 14 ausgerichtet. Die Hohlwelle 40 bildet in dem vorgesehenen Beispiel mindestens ein Paar radial verlaufende Fluidverbindungsdurchlässe 46 aus, die sich zwischen der inneren Zahnfläche 42 und der Außenfläche 44 erstrecken. Die radial verlaufenden Fluidverbindungsdurchlässe 46 stehen mit dem radial verlaufenden Fluidverbindungsdurchlass 36 der drehbaren Welle 14 in Verbindung, wie nachstehend näher beschrieben wird.
Das Getriebe 10 umfasst ferner mindestens eine Lageranordnung 50 zum drehbaren Lagern der Hohlwelle 40 der Zahnradgetriebeanordnung 16 in dem Getriebegehäuse 12. Während in der bestimmten vorgesehenen Ausführungsform die Lageranordnung 50 zum Lagern der drehbaren Welle 14 und der Hohlwelle 40 verwendet wird, versteht sich, dass die Lageranordnung 50 zwischen einem beliebigen Stützelement und einer beliebigen sich drehenden Welle oder einem beliebigen sich drehenden Element in dem Getriebe 10 verwendet werden kann, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Lageranordnung 50 kann zum Beispiel direkt zwischen der drehbaren Welle 14 und dem Getriebegehäuse 12 oder zwischen dem Antriebselement und einem Abschnitt der Zahnradgetriebeanordnung 16 angeordnet sein.
Die Lageranordnung 50 umfasst ein Außenelement 52, ein Innenelement 54 und ein Lagerelement 56. Das Lagerelement 56 ist bevorzugt ein Rollenlager oder ein Nadellager. Das Außenelement 52 ist im Allgemeinen zylinderförmig und umfasst ein erstes Ende 58 gegenüber einem zweiten Ende 60. Das erste Ende 58 und das zweite Ende 60 erstrecken sich in dem vorgesehenen Beispiel beide radial nach innen. Das Außenelement 52 bildet eine Öffnung oder Fluidverbindungsöffnung 62 aus, die durch das Außenelement 52 verläuft. Die Fluidverbindungsöffnung 62 ist nahe dem zweiten Ende 60 angeordnet. In dem vorgesehenen Beispiel ist das Außenelement 52 an der Innenfläche 20 des Hülsenabschnitts 18 des Getriebegehäuses 12 angebracht, so dass die Fluidverbindungsöffnung 62 mit dem ringförmigen Kanal 25 in Verbindung steht. Eine Dichtung 63 ist in dem Außenelement 52 angeordnet und dient zum Abdichten gegenüber dem zweiten Ende 60 und der Innenfläche 22 des Außenelements 52 und ge genüber der Außenfläche 44 der Hohlwelle 40 der Zahnradgetriebeanordnung 16. Die Dichtung 63 ist dafür ausgelegt, etwas Fluid an der Dichtung 63 vorbei strömen zu lassen, wie nachstehend näher beschrieben wird.
Das Innenelement 54 ist im Allgemeinen zylinderförmig und zur Anordnung in dem Außenelement 52 bemessen. Das Innenelement 54 umfasst mindestens ein Lagerelementfenster 64, das sich durch das Innenelement 54 erstreckt. Das Lagerelement 56 ist in dem Lagerelementfenster 64 angeordnet. Demgemäß dient das Innenelement 54 zum Aufnehmen des Lagerelements 56, während das Lagerelement im Verhältnis zu dem Innenelement 54 und dem Außenelement 52 frei drehen oder rollen darf. Das Lagerelement 56 greift mit der Außenfläche 44 der Hohlwelle 40 der Zahnradgetriebeanordnung 16.
Die Lageranordnung 50 umfasst weiterhin mindestens ein Trenn- oder Abstandselement 70, das in dem Außenelement 52 angeordnet ist. Das Abstandselement 70 liegt an der Dichtung 63 an und beabstandet oder spannt das Innenelement 54 axial hin zum ersten Ende 58 des Außenelements 52 vor. Demgemäß verhindert das Abstandselement 70, dass das Innenelement 54 und das Lagerelement 56 über der Fluidverbindungsöffnung 62 in dem Außenelement 52 angeordnet werden. In dem vorgesehenen bestimmten Beispiel ist das Abstandselement 70 eine wellenförmige Platte mit Öffnungen, jedoch kann das Abstandselement 70 verschiedene Formen annehmen, beispielsweise die eines Abstandsblocks.
Die Lageranordnung 50 lässt einen Austausch von Fluid zwischen zwei beliebigen Komponenten zu, die an einer Seite der Lageranordnung 50 angeordnet sind, beispielsweise dem Getriebegehäuse 12 und der Hohlwelle 40 in dem vorgesehenen bestimmten Beispiel. Zum Beispiel kann ein Flu idstrom durch die Bohrung 34 der drehbaren Welle 14 durch den Fluidverbindungsdurchlass 36, durch den ringförmigen Kanal 72, durch den Fluidverbindungsdurchlass 46 der Hohlwelle 40, durch die Fluidverbindungsöffnung 80 des Abstandselements 70 und zu dem ringförmigen Kanal 25 und dem Fluidverbindungsdurchlass 24 des Getriebegehäuses 12 strömen. Wie vorstehend erwähnt, verhindert das Abstandselement 70, dass das Innenelement 54 und das Lagerelement 56 das Strömen des Fluids durch die Lageranordnung 50 beeinträchtigen. Demgemäß kann Fluid bei einer gesteuerten Rate um die Dichtung 63 strömen, um Komponenten zwischen der Hohlwelle 40 und dem Getriebegehäuse 12 zu erreichen.
Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und Varianten, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, sollen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung fallen. Solche Varianten sind nicht als Abweichen vom Wesen und Schutzumfang der Erfindung zu betrachten.

Claims

Getriebeanordnung mit mehreren Fluidverbindungsdurchlässen zum Befördern von Fluid, wobei die Getriebeanordnung umfasst: ein Getriebegehäuse mit mindestens einem der mehreren Fluidverbindungsdurchlässe, einem ringförmigen Kanal in Fluidverbindung mit dem Fluidverbindungsdurchlass und einer Innenwand, die einen Gehäusehohlraum ausbildet; eine Hohlwelle mit mindestens einem radial verlaufenden Fluidverbindungsdurchlass und einer mittleren Bohrung, die einen Hohlwellenhohlraum ausbildet, wobei die Hohlwelle in dem Gehäusehohlraum angeordnet ist; eine drehbare Welle mit mindestens einem radial verlaufenden Fluidverbindungsdurchlass und einer mittleren Bohrung, die einen mittleren Fluiddurchlass ausbildet, wobei die drehbare Welle in dem Hohlwellenhohlraum angeordnet ist; eine Lageranordnung, die zwischen der Hohlwelle und der Innenwand des Getriebegehäuses angeordnet ist, wobei die Lageranordnung umfasst: ein Außenelement mit einem ersten Ende und mindestens einer nahe dem ersten Ende angeordneten Fluidverbindungsöffnung, wobei das Außenelement an der Innenwand des Getriebegehäuses angebracht ist; ein Innenelement mit einem ersten Ende nahe der mindestens einen Fluidverbindungsöffnung des Außenelements und gegenüber dem ersten Ende des Außenelements, einem zweiten Ende und mindestens einem Lagerelementfenster, das zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Innenelements angeordnet ist; mindestens ein Lagerelement, das in dem mindestens einen Lagerelementfenster angeordnet ist; und mindestens ein Abstandselement, das zwischen dem ersten Ende des Innenelements und dem ersten Ende des Außenelements angeordnet ist, wobei das Abstandselement Fluid von dem mittleren Fluiddurchlass der drehbaren Welle durch die mindestens eine Fluidverbindungsöffnung in dem Außenelement strömen lässt.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, wobei die Lageranordnung weiterhin eine an dem ersten Ende des Außenelements angeordnete Dichtung umfasst.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, wobei das Lagerelement ein Rollenlager ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, wobei das Lagerelement ein Nadellager ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, wobei das Abstandselement eine wellenförmige Platte mit Öffnungen ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, wobei das Abstandselement ein Abstandsblock ist.
Getriebeanordnung mit mehreren Fluidverbindungsdurchlässen zum Befördern eines Fluid, wobei die Getriebeanordnung umfasst: ein Getriebegehäuse mit mindestens einem der mehreren Fluidverbindungsdurchlässe, einem ringförmigen Kanal in Fluidverbindung mit dem Fluidverbindungsdurchlass und einer Innenwand, die einen Gehäusehohlraum ausbildet; eine Hohlwelle mit mindestens einem radial verlaufenden Fluidverbindungsdurchlass und einer mittleren Bohrung, die einen Hohlwellenhohlraum ausbildet, wobei die Hohlwelle in dem Gehäusehohlraum angeordnet ist; eine drehbare Welle mit mindestens einem radial verlaufenden Fluidverbindungsdurchlass und einer mittleren Bohrung, die einen mittleren Fluiddurchlass ausbildet, wobei die drehbare Welle in dem Hohlwellenhohlraum angeordnet ist; eine Lageranordnung, die zwischen der Hohlwelle und der Innenwand des Getriebegehäuses angeordnet ist, wobei die Lageranordnung umfasst: ein Außenelement mit einem ersten Ende und mindestens einer nahe dem ersten Ende angeordneten Fluidverbindungsöffnung, wobei das Außenelement an der Innenwand des Getriebegehäuses angebracht ist; ein Innenelement mit einem ersten Ende nahe der mindestens einen Fluidverbindungsöffnung des Außenelements und gegenüber dem ersten Ende des Außenelements, einem zweiten Ende und mindestens einem Lagerelementfenster, das zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Innenelements angeordnet ist; mindestens ein Lagerelement, das in dem mindestens einen Lagerelementfenster angeordnet ist; eine an dem ersten Ende des Außenelements angeordnete Dichtung; und mindestens eine wellenförmige Platte, die zwischen dem ersten Ende des Innenelements und dem ersten Ende des Außenelements angeordnet ist, wobei das Abstandselement Fluid von dem mittleren Fluiddurchlass der drehbaren Welle durch die mindestens eine Fluidverbindungsöffnung in dem Außenelement strömen lässt.
Getriebeanordnung nach Anspruch 7, wobei das Lagerelement ein Nadellager ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 7, wobei das Lagerelement ein Rollenlager ist.
Getriebeanordnung, die zwischen einer drehbaren Welle und einem Stützelement angeordnet ist, wobei die Lageranordnung umfasst: ein Außenelement mit einem ersten Ende und mindestens einer nahe dem ersten Ende angeordneten Fluidverbindungsöffnung, wobei das Außenelement an dem Stützelement angebracht ist; ein Innenelement mit einem ersten Ende nahe der mindestens einen Fluidverbindungsöffnung des Außenelements und gegenüber dem ersten Ende des Außenelements, einem zweiten Ende und mindestens einem Lagerelementfenster, das zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Innenelements angeordnet ist; mindestens ein Lagerelement, das in dem mindestens einen Lagerelementfenster angeordnet ist; und mindestens ein Abstandselement, das zwischen dem ersten Ende des Innenelements und dem ersten Ende des Außenelements angeordnet ist, wobei das Abstandselement ein Fluid von der drehbaren Welle durch die mindestens eine Fluidverbindungsöffnung in dem Außenelement strömen lässt.
Lageranordnung nach Anspruch 10, wobei die Lageranordnung weiterhin eine an dem ersten Ende des Außenelements angeordnete Dichtung umfasst.
Lageranordnung nach Anspruch 10, wobei das Lagerelement ein Rollenlager ist.
Lageranordnung nach Anspruch 10, wobei das Lagerelement ein Nadellager ist.
Lageranordnung nach Anspruch 10, wobei das Abstandselement eine wellenförmige Platte mit Öffnungen ist.
Lageranordnung nach Anspruch 10, wobei das Abstandselement ein Abstandsblock ist.