DE102009056615A1

DE102009056615A1 - Ausgleichselement in einem Wälzlager, Lageranordnung und Getriebe

Info

Publication number: DE102009056615A1
Application number: DE102009056615A
Authority: DE
Inventors: Kevin James Brown; Seth Claus; Joseph T. Griffin; Charles M. Schwab; Mike Turner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2011-06-09

Abstract

Die Erfindung betrifft Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) als Gegenlager in einem Wälzlager (21, 51), umfassend eine elastische Ausdehnungskomponente (13, 29, 65). Das Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) umfasst ein Arretierungsmittel (15, 33) zur mechanischen Arretierung an einer Lagerkomponente des Wälzlagers (21, 51) Durch eine derartige Ausgestaltung kann das Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) einfach und kostengünstig als Teil einer Lageranordnung (3) montiert und transportiert werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Lageranordnung (3) und ein Getriebe (91, 121, 141, 161) mit einem derartigen Ausgleichselement (1, 23, 53, 83).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Ausgleichselement mit einer elastischen Ausdehnungskomponente, wobei das Ausgleichselement als Gegenlager in einem Wälzlager einsetzbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Lageranordnung sowie ein Getriebe mit einem derartigen Ausgleichselement. Das Ausgleichselement dient insbesondere dem Ausgleich temperaturbedingter Abstandsänderungen einzelner Lagerkomponenten zueinander.
Hintergrund der Erfindung
Zu temperaturbedingten Abstandsänderungen bzw. Änderungen der Lage von Lagerkomponenten zueinander kommt es beispielsweise, wenn innerhalb eines Getriebes Komponenten unterschiedlicher Werkstoffen eingesetzt sind, deren auch Temperaturkoeffizienten genannte Wärmeausdehnungskoeffizienten sich unterscheiden. Maschinenteile, die Werkstoffe mit derart unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten treten bei sich ändernden Betriebstemperaturen relative Längenänderungen (axiale Wärmedehnungen) und damit Abstandsänderungen auf. Das betrifft insbesondere Welle-Lageranordnungen in Getrieben, insbesondere mit spielfrei gegeneinander angestellten Schräglageranordnungen gelagerte Getriebewellen. Die Welle besteht zumeist aus Stahl, während das Gehäuse aus Aluminiumguss gefertigt ist. Bei einer Temperaturerhöhung dehnt sich das Gehäuse aufgrund des Wärmeausdehnungskoeffizienten gegenüber der Welle stärker aus und verändert die eingestellte Vorspannung bzw. das Spiel der in der Schräglageranordnung. Ausgleichselemente, die auch Wärmeausdehnungs(ausgleichs)elemente sind bekannte Mittel um derartige Längenänderungen kompensieren. Als Ausgleichselemente sind alle die Elemente mit hohen Temperaturkoeffizienten zu verstehen, die als zumeist axiales Gegenlager für einen Lagerring zwischen dem Lagerring und dem Gehäuse abgestützt sind, deren Bestreben sich bei Wärme auszudehnen aufgrund des hohen Temperaturkoeffizienten größer ist, als das des Gehäuses, und die deshalb ständig nachstellend die erforderliche Vorspannung auf den Lagerring und damit auf die vorgespannte Schräglageranordnung erhalten.
Ein Ausgleichselement der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der US 5,028,152 bekannt. Hier ist ein als Ausgleichselement ausgebildeter Kompensationsring als ein Gegenlager für einen Lageraußenring eines als Kegelrollenlager ausgebildeten Schräglagers eingesetzt. Der Kompensationsring hat eine elastische Komponente, die gegenüber dem Lagergehäuse einen erhöhten Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Der Kompensationsring ist insbesondere zum Ausgleich temperaturbedingter Verschiebungen zwischen dem Gehäuse und der Welle ausgebildet.
Dieses Ausgleichselement ist in einem Gehäuse mit zwei gegeneinander axial verschiebbaren Gehäusehälften aufgenommen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Ausgleichselement anzugeben, welches mit geringem Aufwand montiert werden kann.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lageranordnung mit einem entsprechenden Ausgleichselement anzugeben.
Eine dritte Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe mit einem Wälzlager anzugeben, wobei das Wälzlager mit einem entsprechenden Ausgleichselement ausgebildet ist.
Die erste Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Ausgleichselement mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1.
Demnach weist das Ausgleichselement eine elastische Ausdehnungskomponente auf. Hierbei ist vorgesehen, dass das Ausgleichselement ein Arretierungsmittel umfasst, welches zur mechanischen Befestigung des Ausgleichselements an einer Lagerkomponenten des Wälzlagers ausgestaltet ist.
Bei der Montage von Ausgleichselementen des gattungsbildenden Standes der Technik muss das Ausgleichselement zur entsprechenden Lagerkomponente positioniert bzw. eingesetzt werden. Entweder kann dieser zusätzliche Montageschritt schon vor der Auslieferung durchgeführt werden, indem das Ausgleichselement zum Beispiel an eine Lagerkomponente anvulkanisiert wird. Eine derartige Anordnung ist dementsprechend teuer. Alternativ kann der Abnehmer mit der Aufgabe des Zusammenbaus betraut sein. Hier entsteht jedoch immer Mehrarbeit bzw. zusätzlich eine erhöhter logistischer Aufwand für den Transport, bei der Lagerung und bei der Bereitstellung zur Montage und zusätzlich mehr Verpackungsmaterial, wodurch Lager- und Transportkosten unnötigerweise erhöht werden, da Lagerkomponente und Ausgleichselement als separate Teile geliefert werden.
Eine feste Verbindung zwischen dem Ausgleichselement und der Lagerkomponente ist nicht notwendig, da das Ausgleichselement nach der Montage durch seine Rückstellkräfte ohnedies in seiner bestimmungsgemäßen Lage gehalten ist. Durch das oder die Arretierelemente kann das Ausgleichselement bei dem Hersteller des Wälzlagers in die Montage des Wälzlagers durch einfaches Aufschnappen integriert werden und verursacht kaum oder keine zusätzlichen Lagerkosten.
Der Umfang des Transports wird verkleinert, so dass Kosten eingespart werden können. Bis auf den notwendigen Halt beim Transport, der Bereitstellung oder bei der Montage braucht das Arretierungsmittel keine weitere Funktion zu gewährleisten. Mit anderen Worten braucht das Arretierungsmittel einen funktionssicheren Sitz nur für den Transport und die Endmontage zu gewährleisten.
Insgesamt kann das Ausgleichselement Anwendung in einer Vielzahl von Getrieben finden. Denkbar sind hierbei beispielsweise Getriebe für industrielle Anwendungen oder Getriebe in Kraftfahrzeugen.
Das Ausgleichselement mit einer elastischen Ausdehnungskomponente ist als Gegenlager in einem Wälzlager eingesetzt. Um das Ausgleichselement mechanisch an einer Lagerkomponente zu befestigen, ist ein Arretierungsmittel umfasst. Die Befestigung kann über einen Formschluss oder einen Kraftschluss zustande kommen. Hierzu kann die Lagerkomponente das entsprechende Gegenstück aufweisen. Ein zusätzlicher Verfahrensschritt, wie beispielsweise eine Klebung oder ein Vulkanisierungsprozess zur Befestigung des Ausgleichselements ist nicht nötig.
Das Ausgleichselement als solches kann beispielsweise einteilig als eine elastische Ausdehnungskomponente gefertigt sein. In diesem Fall kann die Ausdehnungskomponente beispielsweise über ein angeformtes Arretierungsmittel mit einer Lagerkomponente verbunden werden. Das Material der Ausdehnungskomponente kann grundsätzlich entsprechend den Anforderungen gewählt werden, also beispielsweise den typischen Temperaturen im eingebauten Zustand angepasst werden. Die Ausdehnungskomponente kann aus verschiedenen Materialien gefertigt sein, wobei beispielsweise thermoplastische Kunststoffe häufig Anwendung finden. Das Ausgleichselement kann beispielsweise als ein Elastomerring ausgestaltet, insbesondere durch ein Spritzgießen gefertigt sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Ausgleichselement einen Fassungsring zur Aufnahme der Ausdehnungskomponente, wobei das Arretierungsmittel dem Fassungsring zugeordnet ist. Das Arretierungsmittel ist alternativ am Außenumfang oder Innenumfang des Fassungsrings angeordnet und kann zum Beispiel zur Ausbildung einer Arretierung oder Rastverbindung ausgestaltet sein. Hierdurch kann der Fassungsring besonders einfach an einer Lagerkomponente befestigt werden. Der Fassungsring ist insbesondere derart ausgebildet, dass er das Ausdehnungselement in Umfangsrichtung umschließt. Der Fassungsring ist beispielsweise ein Formteil aus Blech. Hierdurch kann die Wärmeausdehnung des Ausdehnungselements im Wesentlichen in axialer Richtung beschränkt werden. Durch eine derartige Beschränkung ist die eindimensionale Ausdehnung größer, so dass die geforderte Vorspannung leicht aufrecht erhalten werden kann. Die Ausdehnungskomponente kann beispielsweise als ein Gummiring gefertigt sein, der an dem Fassungsring anvulkanisiert ist.
In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Ausgleichselement einen Stützring, der axial verschiebbar innerhalb des Fassungsrings gehalten ist. Hierdurch ist eine einfache Montage des Ausgleichselements möglich, da die Ausdehnungskomponente in den Fassungsring eingebracht und der Stützring abschließend in den Fassungsring eingesetzt werden kann. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Stützring den Fassungsring axial verschiebbar umgreift. Allerdings wird hierzu zusätzlicher Einbauraum benötigt. Der Stützring kann durch eine leichte Vorspannung am Fassungsring gehalten werden. Der Stützring und der Fassungsring sind bevorzugt als Blechumformteile gefertigt.
Bevorzugt ist das Arretierungsmittel als Teil einer Rastverbindung ausgebildet. Durch eine Rastverbindung kann das Ausgleichselement auf einfache und schnelle Art mit der Lagerkomponente verbunden werden. Das Arretierungsmittel kann beispielsweise als Teil des Fassungsmittels gefertigt sein. Insbesondere kann es im Fall eines Blechumformteils bei der Herstellung leicht mit eingeformt werden. Es kann insbesondere als Ringwulst oder eine Anzahl Rastnasen oder federelastische Rasthaken ausgebildet sein und sich entweder teilweise oder vollumfänglich über den Umfang eines Fassungsrings erstrecken. Als Gegenstück zum Arretierungsmittel kann die Lagerkomponente beispielsweise mit einer Nut oder mit Durch/Eindrückungen ausgestaltet sein. Auch sind die jeweils komplementären Ausgestaltungen möglich.
Um einen transportsicheren Sitz des Ausgleichselements zu gewährleisten, ist das Arretierungsmittel zweckmäßigerweise als eine Anzahl von Arretierungsnasen zum jeweiligen Eingriff in eine Vertiefung der Lagerkomponente ausgebildet. Die Anzahl der Vertiefungen kann in Abhängigkeit der Anzahl der Arretierungsnasen angepasst werden, so dass diese der Anzahl der Arretierungsnasen entsprechen. Insbesondere ist eine gleichmäßige Verteilung der Nasen über den Umfang der Lagerkomponente dienlich, um einen gleichmäßigen Halt zu gewährleisten. Auch hier ist eine komplementäre Ausgestaltung des Arretierungsmittels und der Lagerkomponente möglich.
Das mit Rastnasen versehene Ausgleichselement wird in einfacher Art und Weise zum Transport in axialer Richtung der Lagerkomponente aufgeschoben, bis die Rastnasen in die Vertiefungen einschnappen. Die Verbindung ist vorzugsweise lösbar.
Die zweite Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Lageranordnung mit erfindungsgemäßen Merkmalen.
Demnach umfasst die Lageranordnung wenigstens einen Lagerring und ein Ausgleichselement als Gegenlager an einem Wälzlager. Das Ausgleichselement ist entsprechend den vorhergehenden Ausführungen mit einer elastischen Ausdehnungskomponente ausgebildet und umfasst ein Arretierungsmittel zur mechanischen Befestigung des Ausgleichselements an eine Lagerkomponente des Wälzlagers.
Der Lagerring ist entweder als innerer Lagerring oder als äußerer Lagerring gegeben. Das Ausgleichselement ist insbesondere über das Arretierungsmittel mechanisch am Lagerring angebracht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen, wobei die für das Ausgleichselement genannten Vorteile sinngemäß übertragen werden können.
Die dritte Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Getriebe mit der erfindungsgemäßen Merkmalkombination.
Demnach umfasst das Getriebe ein Gehäuse und wenigstens ein Wälzlager, wobei das Wälzlager einen ersten Lagerring, einen zweiten Lagerring und eine Anzahl von zwischen den Lagerringen angeordneten Wälzkörpern umfasst. Hierbei ist vorgesehen, dass das Getriebe ein Ausgleichselement entsprechend den vorgenannten Ausgestaltungen umfasst, welches über das Arretierungsmittel mechanisch an einem der verschiebbaren Lagerringe des Wälzlagers arretiert ist, wobei der mit dem Ausgleichselement versehene Lagerring über das Ausgleichselement an dem Gehäuse axial gegengelagert ist.
Grundsätzlich können die Wälzlager, in denen ein Ausgleichselement Anwendung findet, unterschiedlich ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Wälzlager als ein Schräglager, beispielsweise als ein Schrägkugellager, ausgebildet sein.
In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schräglager als ein Kegelrollenlager ausgebildet. Kegelrollenlager sind sowohl in radialer als auch in axialer Richtung sehr hoch belastbar, so dass sie beispielsweise in stark beanspruchten Getrieben Anwendung finden. Insgesamt ist die Ausführung des Wälzlagers nicht auf die genannten Lagertypen allein begrenzt.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Lageranordnung zur Lagerung einer Getriebewelle n dem Getriebe eingesetzt, wobei wenigstens ein Wälzlager mit dem Ausgleichselement zur Lagerung der Getriebewelle vorgesehen ist. Das Ausgleichselement kann hier besonders effektiv die sichere und verrutschfeste Lagerung der Getriebewelle gewährleistet. Auch bei temperaturbedingtem Lagerspiel kann das Ausgleichselement die Vorspannung, die zur sicheren Lagerung der Welle unbedingt nötig ist, aufrecht erhalten. Das gilt insbesondere für die axiale Vorspannung von gegeneinander vorgespannten Schräglagern.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Lageranordnung mit einem Lagerring, an dem das Ausgleichselement gehalten ist,
2 ein Kegelrollenlager mit einem Ausgleichselement als Gegenlager,
3 ein Schrägkugellager mit einem Ausgleichselement als Gegenlager, wobei das Ausgleichselement an dem äußeren Lagerring befestigt ist,
4 ein Schrägkugellager mit einem Ausgleichselement als Gegenlager, wobei das Ausgleichselement an dem inneren Lagerring befestigt ist,
5 ein ringförmiges Ausgleichselement in aufgeschnittener Darstellung,
6 einen Ausschnitt aus einem Getriebe mit einem Kegelrollenlager zur Lagerung einer Getriebewelle,
7 einen Ausschnitt aus einem Getriebe mit einem Schrägkugellager zur Lagerung einer Getriebewelle,
8 einen Ausschnitt aus einem Getriebe in Form eines Differenzials mit einem Kegelrollenlager als Lagerung eines Differenzialkorbes, und
9 einen Ausschnitt aus einem Getriebe mit zwei Kegelrollenlagern als Lagerung eines Differenzialkorbes.
Gleiche Komponenten in den einzelnen Ausführungsbeispielen erhalten nachfolgend dieselben Bezugszeichen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In 1 ist ein Ausgleichselement 1 zu sehen, welches als Teil einer nicht weiter dargestellten Lageranordnung 3 an einem Lagerring 5 gehalten ist. Das Ausgleichselement 1 hat einen Fassungsring 7 und einen Stützring 9. Sowohl der Fassungsring 7 als auch der Stützring 9 sind mittels eines Umformverfahrens aus einem Stahlblech hergestellt.
Der Fassungsring 7 und der Stützring 9 sind als Hohlprofilkörper ausgeführt und weisen im Querschnitt im Wesentlichen ein U-förmiges Profil auf. Der Stützring 7 ist in die Öffnung des Fassungsrings 9 eingeschoben und axial verschiebbar innerhalb des Fassungsrings 9 gehalten. In dem zwischen den beiden Lagerringen 7, 9 ausgebildeten Hohlraum 11 ist die elastische Ausdehnungskomponente 13 eingebracht. Die Ausdehnungskomponente 13 ist als ein Elastomerring gefertigt, der an dem Fassungsring 9 anvulkanisiert sein kann. Der Stützring 7 ist axial verschiebbar innerhalb des Fassungsrings 9 gehalten.
Der Fassungsring 9 ist mit einem Arretierungsmittel 15 versehen, welches als Teil einer Rastverbindung 17 ausgebildet ist. Das Arretierungsmittel 15 ist vorliegend durch sin Umfangsrichtung versetzte Arretierungsnasen ausgebildet, von denen aufgrund der Darstellung nur eine Arretierungsnase zu sehen ist. Jede der Arretierungsnasen dient dem Eingriff in eine Vertiefung 19 des Lagerrings 5, die bereits im Herstellungsprozess des Lagerrings 5 in diesen eingebracht ist. Das Ausgleichselement 1 bzw. der Fassungsring 9 ist als Teil der Rastverbindung insbesondere zum Transport mit dem Lagerring 5 befestigt.
Zur Arretierung des Fassungsrings 9 am Lagerring 5 wird der Fassungsring 9 auf den Lagerring 5 aufgeschoben. Durch dieses Aufschieben werden die Arretierungsnasen zunächst elastisch verformt und schnappen anschließend in die Vertiefungen 19 auf dem Umfang des Lagerrings 5 ein. Auf diese Weise ist der Fassungsring 9 am Lagerring 5 gehalten.
Die gesamte Lageranordnung 3 kann dann in Form einer Montageeinheit zumindest aus dem Lagerring 5 und dem Ausgleichselement als Ganzes verpackt und transportiert werden. Hierdurch werden die Herstellungs- und Verpackungskosten verringert und es bietet sich die Möglichkeit der einfachen und schnellen Montage der Lageranordnung 3.
2 zeigt ein als Kegelrollenlager ausgebildetes Wälzlager 21 mit einem Ausgleichselement 23. Das Ausgleichselement 23 weist entsprechend der 1 einen Fassungsring 25 und einen Stützring 27 auf, wobei der Stützring 27 in dem Fassungsring 25 gehalten ist. Zwischen den Ringen 25, 27 befindet sich die elastische Ausdehnungskomponente 29.
Das Ausgleichselement 23 ist am äußeren Lagerring 31 des Kegelrollenlagers arretiert. Das Ausgleichselement 23 weist ein Arretierungsmittel 33 auf, welches umlaufend über den ganzen inneren Umfang des Fassungsrings 25 ausgebildet ist. Der Lagerring 31 ist mit einer Nut 35 ausgebildet, die umlaufend auf dem Außenumfang des äußeren Lagerrings 31 eingebracht ist. Zur Befestigung des Ausgleichselements 23 am Lagerring 31 wird dieses auf den Lagerring 31 aufgeschoben, bis das Arretierungsmittel 33 des Ausgleichselements 23 in der Nut 35 des Lagerrings 31 einschnappt ist, so dass ein funktionssicherer Sitz der beiden Komponenten gewährleistet ist.
In 3 ist ein als Schrägkugellager ausgebildetes Wälzlager 51 mit einem Ausgleichselement 53 zu sehen. Das Schrägkugellager hat einen inneren Lagerring 55 und einen äußeren Lagerring 57. Zwischen den beiden Lagerringen 55, 57 sind als Kugel ausgebildete Wälzkörper 59 gehalten.
Das Ausgleichselement 53 besteht wie zuvor aus einem Fassungsring 61, einem Stützring 63 und einer, zwischen diesen beiden Ringen befindlichen elastischen Ausdehnungskomponente 65. Das Ausgleichselement 53 weist wiederum um den Umfang verteilte Arretierungsnasen 67 auf, die als Teil einer Rastverbindung 69 mit Vertiefungen 71 im Außenumfang des äußeren Lagerrings 57 zusammenwirken. Aufgrund der Darstellung ist hier nur eine Arretierungsnase 67 zu sehen. Eine detailliertere Darstellung des Ausgleichselements 53 nach 3 ist 5 zu entnehmen.
In 4 ist ein als Schrägkugellager ausgestaltetes Wälzlager 81 mit einem Ausgleichselement 83 gezeigt. Das Wälzlager 81 zeigt im Wesentlichen die gleichen Komponenten wie das in 3 gezeigte Schrägkugellager. Als wesentlicher Unterschied ist das Ausgleichselement 83 in 4 nicht am äußeren Lagerring 85, sondern am inneren Lagerring 87 des Schrägkugellagers arretiert. Das Ausgleichselement 83 ist dabei in den inneren Lagerring 87 hineingeschoben. Die Arretierungsnasen 67 greifen dementsprechend in Vertiefungen 89 am Innenumfang des inneren Lagerrings 87 ein.
5 zeigt das Ausgleichselement 53 aus 3 aufgeschnitten. Man erkennt den innerhalb des Fassungsrings 61 gehaltenen Stützring 63. Zwischen den beiden Ringen 61, 63 ist die Ausdehnungskomponente 65 angeordnet. Das Ausgleichselement 53 hat am Innenumfang Arretierungsnasen 67, die in Vertiefungen im Umfang eines Lagerrings eingreifen und dort verrasten können. Die Arretierungsnasen 67, von denen vier zu sehen sind, sind gleichmäßig über den Umfang des Fassungsrings 61 verteilt.
Das Ausgleichselement 53 kann in der vorliegenden Form besonders einfach an einem Lagerring befestigt und dann beispielsweise in Form einer Lageranordnung gemäß 1 transportiert werden.
In 6 ist ein Ausschnitt aus einem Getriebe 91 mit einer mittels einer Schräglageranordnung gelagerten Getriebewelle 115 gezeigt, die mittels zwei gegeneinander angestellten Schräglagern, die als Kegelrollenlager 93, 95 ausgebildet sind gezeigt. Das Kegelrollenlager 93 weist einen inneren Lagerring 97 und einen äußeren Lagerring 99 mit dazwischen gelagerten, als Kegelrollen ausgebildeten Wälzkörpern 101 auf.
Das Kegelrollenlager 95 umfasst einen inneren Lagerring 103 und einen äußeren Lagerring 105. Zwischen diesen Lagerringen 103, 105 sind ebenfalls Kegelrollen 107 gelagert. Im Unterschied zum Kegelrollenlager 93 weist das Kegelrollenlager 95 jedoch ein Ausgleichselement 53 auf, welches an dem äußeren Lagerring 105 befestigt ist. Das Ausgleichselement 53 entspricht dem Ausgleichselement, wie es zum Beispiel in 5 zu sehen ist, so dass aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung an dieser Stelle auf die dortigen Bezugszeichen und Beschreibungen verweisen wird.
Die Kegelrollenlager 93, 95 sind jeweils in einem partiell gezeigten Lagergehäuse 111, 113 angeordnet und dienen der Lagerung der Getriebewelle 115. Die Getriebewelle 115 ist vorliegend aus Stahl gefertigt, während die Lagergehäuse 111, 113 aus Aluminium gefertigt sind. Bei einer Temperaturerhöhung dehnt sich die Lagergehäuse 111, 113 aufgrund des Wärmeausdehnungskoeffizienten gegenüber der Getriebewelle 115 stärker aus, wodurch die Vorspannung der Lagergehäuse 111, 113 auf die äußeren Lagerringe 99, 105 nachlässt. Somit kann es aufgrund des unterschiedlichen Temperaturverhaltens zu einem ungewünschten Lagerspiel kommen.
Der äußere Lagerring 105 ist verschiebbar in dem Gehäuse, so dass das sich ausdehnende Ausgleichselement den äußeren Lagerring die nachlassende Vorspannung des Lagergehäuses korrigierend den Lagerring gegen die Kegelrollen und damit die Schräglageranordnung vorspannt, da es sich gegenüber dem Lagergehäuse 111 stärker ausdehnen und somit die nötige Vorspannung aufrecht gehalten werden kann.
7 zeigt einen Ausschnitt aus einem Getriebe 121 mit zwei Schrägkugellagern 123, 125. Die Schrägkugellager 123, 125 weisen Kugeln als Wälzkörper 127, 129 auf, die jeweils zwischen dem inneren Lagerring 131, 133 und dem äußeren Lagerring 135, 137 gelagert sind. In 7 weist das Schrägkugellager 125 ein Ausgleichselement auf, welches am äußeren Lagerring 137 befestigt ist. Die weitere Ausgestaltung, besonders im Hinblick auf das Ausgleichselement 53, entspricht grundsätzlich der in 7, so dass die Ausführungen an dieser Stelle übernommen werden können.
8 zeigt einen Ausschnitt aus einem Getriebe 141 in Form eines Differenzials mit einem Differentialkorb 143. Wie in 6 sind in 8 zwei Kegelrollenlager 145, 147 gezeigt, die jeweils als Kegelrollen ausgebildeten Wälzkörpern 149, 151 zwischen den inneren Lagerringen 153, 155 und den äußeren Lagerringen 157, 159 aufweisen.
Das Kegelrollenlager 147 ist mit einem Ausgleichselement 53 gemäß 5 ausgestaltet, welches bei Temperaturgang ausdehnt ein ungewolltes Lagerspiel verhindert.
9 zeigt ebenfalls einen Ausschnitt aus einem Getriebe 161 in Form eines Differenzials mit einem Differentialkorb 163. Wie in 7 sind die Lager der Schräglageranordnung vorliegend als zwei Schrägkugellager 165, 167 ausgebildet, deren Wälzkörper 169, 171 als Kugeln ausgebildet sind. Die weitere Ausgestaltung, auch in Hinblick auf das Ausgleichselement 53, entspricht grundsätzlich der Ausgestaltung in 7, so dass die Ausführungen an dieser Stelle übernommen werden können.
Auch in den 8 und 9 wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Eintragung von Bezugszeichen bezüglich des Ausgleichselements 53 verzichtet. an dieser Stelle auf die dortigen Bezugszeichen und Beschreibungen verweisen wird. Da das Ausgleichselement dem Ausgleichselement 53 entspricht sei auf die dortigen Bezugszeichen und Beschreibungen verwiesen.
Bezugszeichenliste

1: Ausgleichselement
3: Lageranordnung
5: Lagerring
7: Fassungsring
9: Stützring
11: Hohlraum
13: Ausdehnungskomponente
15: Arretierungsmittel
17: Rastverbindung
19: Vertiefung
21: Wälzlager
23: Ausgleichselement
25: Fassungsring
27: Stützring
29: Ausdehnungskomponente
31: äußerer Lagerring
33: Arretierungsmittel
35: Nut
37: Wälzkörper
39: innerer Lagerring
51: Wälzlager
53: Ausgleichselement
55: innerer Lagerring
57: äußerer Lagerring
59: Wälzkörper
61: Fassungsring
63: Stützring
65: Ausdehnungskomponente
67: Arretierungsnase
69: Rastverbindung
71: Vertiefungen
81: Schrägkugellager
83: Ausgleichselement
85: äußerer Lagerring
87: innerer Lagerring
89: Vertiefungen
91: Getriebe
93: Kegelrollenlager
95: Kegelrollenlager
97: innerer Lagerring
99: äußerer Lagerring
101: Wälzkörper
103: innerer Lagerring
105: äußere Lagerring
107: Kegelrollen
111: Lagergehäuse
113: Lagergehäuse
115: Getriebewelle
121: Getriebe
123: Schrägkugellager
125: Schrägkugellager
127: Wälzkörper
129: Wälzkörper
131: innerer Lagerring
133: innerer Lagerring
135: äußerer Lagerring
137: äußerer Lagerring
141: Getriebe
143: Differentialkorb
145: Kegelrollenlager
147: Kegelrollenlager
149: Wälzkörper
151: Wälzkörper
153: innerer Lagerring
155: innerer Lagerring
157: äußerer Lagerring
159: äußerer Lagerring
161: Getriebe
163: Differentialkorb
165: Schrägkugellager
167: Schrägkugellager
169: Wälzkörper
171: Wälzkörper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5028152 [0003]

Claims

Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) als Gegenlager in einem Wälzlager (21, 51), umfassend wenigstens eine elastische Ausdehnungskomponente (13, 29, 65), dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Arretierungsmittel (15, 33) zur mechanischen Arretierung des Ausgleichselements (1, 23, 53, 83) an einer Lagerkomponente des Wälzlagers (21, 51) umfasst ist.
Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fassungsring (7, 25, 61) zur Aufnahme der Ausdehnungskomponente (13, 29, 65) umfasst ist, wobei das Arretierungsmittel (15, 33) dem Fassungsring (7, 25, 61) zugeordnet ist.
Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützring (9, 27, 63) umfasst ist, der axial verschiebbar innerhalb des Fassungsrings (7, 25, 61) gehalten ist.
Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierungsmittel (15, 33) als Teil einer Rastverbindung (17, 69) ausgebildet ist.
Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierungsmittel (15, 33) als eine Anzahl von Arretierungsnasen (61) zum jeweiligen Eingriff in eine Vertiefung (19, 71, 89) der Lagerkomponente ausgebildet ist.
Lageranordnung (3) mit wenigstens einem Lagerring (5, 31, 39, 55, 57, 85, 87, 97, 99, 103, 105, 131, 133, 135, 137, 153, 155, 157, 159), dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst ist, welches über das Arretierungsmittel (15, 33) mechanisch an dem Lagerring (5, 31, 39, 55, 57, 85, 87, 97, 99, 103, 105, 131, 133, 135, 137, 153, 155, 157, 159) arretiert ist.
Getriebe (91, 121, 141, 161) mit einem Gehäuse (111, 113) und mit einem Wälzlager (21, 51), wobei das Wälzlager (21, 51) einen ersten Lagerring (5, 31, 39, 55, 57, 85, 87, 97, 99, 103, 105, 131, 133, 135, 137, 153, 155, 157, 159), einen zweiten Lagerring (5, 31, 39, 55, 57, 85, 87, 97, 99, 103, 105, 131, 133, 135, 137, 153, 155, 157, 159) und eine Anzahl von zwischen den Lagerringen (5, 31, 39, 55, 57, 85, 87, 97, 99, 103, 105, 131, 133, 135, 137, 153, 155, 157, 159) angeordneten Wälzkörpern (37, 59, 101, 127, 129, 149, 151, 169, 171) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst ist, welches über das Arretierungsmittel (15, 33) mechanisch an einem der Lagerringe (5, 31, 39, 55, 57, 85, 87, 97, 99, 103, 105, 131, 133, 135, 137, 153, 155, 157, 159) des Wälzlagers (21, 51) befestigt ist, wobei der mit dem Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) versehene Lagerring (5, 31, 39, 55, 57, 85, 87, 97, 99, 103, 105, 131, 133, 135, 137, 153, 155, 157, 159) über das Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) an dem Gehäuse (111, 113) axial gegengelagert ist.
Getriebe (91, 121, 141, 161) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (21, 51) als ein Schrägkugellager (81, 123, 125, 165, 167) ausgebildet ist.
Getriebe (91, 121, 141, 161) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (21, 51) als ein Kegelrollenlager (93, 95, 145, 147) ausgebildet ist.
Getriebe (91, 121, 141, 161) nach einem der Ansprüche 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Getriebewelle (115) umfasst ist, und dass wenigstens ein Wälzlager (21, 51) mit dem Ausgleichselement (1, 23, 53, 83) zur Lagerung der Getriebewelle (115) vorgesehen ist.
Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (21, 51) mindestens ein Schräglager in einer Schräglageranordnung zur Lagerung der Getriebewelle (115) ist, wobei die Schräglageranordnung wenigstens zwei mit Vorspannung gegeneinander angestellte der Schräglager aufweist.