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Die Erfindung betrifft eine Radiallagerung für eine Antriebswelle in Fahrzeugen, insbesondere für eine Antriebshalbwelle, die in Einbaulage zur Drehmomentübertragung zwischen Getriebe und anzutreibenden Fahrzeugrad angeordnet ist, wobei die Antriebswelle mit einem als Antriebsende ausgebildeten Ende in einer axialen Montagerichtung in das Getriebe einführbar ist und die Radiallagerung eine in Einbaulage an einem Gehäuse oder Gestell fixierte Halterung mit einer einen Aufnahmeraum begrenzenden, geteilten Innenaufnahme für ein Radiallager aufweist, über das die Antriebswelle in Einbaulage in der Radiallagerung aufgenommen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage der Antriebswelle, insbesondere der Antriebshalbwelle, in der Radiallagerung in Fahrzeugen.
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Zur Montage wird die in der Regel als Steckachse ausgebildete Antriebswelle durch eine abgedichtete oder nicht abgedichtete Getriebeöffnung in das mit Öl gefüllte Getriebe eingeführt, unter Aufnahme in die geöffnete Innenaufnahme zur Drehmomentaufnahme wirksam mit demselben verbunden und in der Radiallagerung festgelegt. Zur Festlegung wird die geöffnete Innenaufnahme unter kraftschlüssiger Anlage an das Radiallager gemäß ihrer Teilung geschlossen. Mit dem Einführen der Antriebswelle wird verfahrensbedingt der Innendruck im Getriebe durch die mit in das Getriebe eingeführte Luft erhöht. Hierdurch wirkt eine Rückstellkraft gegen Montagerichtung auf die Antriebswelle, die die Antriebswelle mit dem Radiallager aus einem ordnungsgemäßen Sitz in der Radiallagerung in einen Fehlsitz hinein bewegen kann, so dass das Radiallager in dem Fehlsitz in der Radiallagerung festgelegt werden kann. Mit dem Fehlsitz des Radiallagers tritt leicht ein drastisch erhöhter Verschleiß desselben auf, wodurch ein frühzeitiger Austausch desselben notwendig machen wird. Eine Möglichkeit, diesen Fehlsitz zu vermeiden, ist, bei der Montage mit dem Festziehen der Radiallagerung so lange abzuwarten, bis der Druck im Getriebe fällt und/oder die Antriebwelle unter Kraft weiter in das Getriebe zu drücken, um eine korrekte Positionierung des Radiallagers in der Innenaufnahme der Radiallagerung zu erreichen, in welcher die geteilte Innenaufnahme zur Festlegung des Radiallagers in der Radiallagerung festgezogen wird. Dies ist jedoch bei einer Montage der Antriebsachse in einer Fertigungsstraße kaum verlässlich zu erreichen.
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Eine gattungsgemäße Radiallagerung für eine Antriebswelle in Fahrzeugen, insbesondere für eine Antriebshalbwelle, ist in der
WO 2005/042992 A1 offenbart, wobei die Halterung eine zusätzliche Kunststoffhülse zwischen Innenaufnahme und Radiallager aufweist, welche mit der Innenaufnahme gegen Montagerichtung kraftschlüssig verbunden ist.
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Die
WO 03/011627 A1 beschreibt eine Radiallagerung der eingangs genannten Art, bei dem die Halterung zwei Gehäusehälften aufweist, an die mindestens zwei radial ausgerichtete Laschen anschließen, die in Einbaulage formschlüssig an ein Maschinenteil eingesetzt sind.
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In der
WO 97/43138 A1 wird eine Radiallagerung mit einer Halterung vorgeschlagen, die aus Flanschen zusammengesetzt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radiallagerung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die einfach aufgebaut ist sowie eine rasche und ordnungsgemäße Montage der Antriebswelle an das Getriebe erlaubt.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den anhängenden Unteransprüchen beschrieben. Die gestellte Aufgabe wird insbesondere dadurch gelöst, dass eine Montagehilfe mit einem gegen Montagerichtung wirksamen ersten Anschlag zur ordnungsgemäßen Aufnahme und Justierung der über das Radiallager aufzunehmenden Antriebwelle in der Innenaufnahme vorgesehen ist.
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Indem sich das Radiallager gegen den ersten Anschlag abstützt kann und somit Rückstellkräfte gegen Montagerichtung auf das Radiallager infolge des erhöhten Innendruckes im Getriebe aufgefangen werden können, kann das Radiallager in dem ordnungsgemäßen Sitz in der Innenaufnahme gehalten werden. Mittels dieses Anschlages kann somit verhindert werden, dass die Antriebwelle, nachdem sie bei ihrer Montage mit ihrem Antriebsende in eine abgedichtete Getriebeöffnung des Getriebes eingebracht und zur Drehmomentübertragung wirksam mit dem Getriebe verbunden und bevor sie über eine Festlegung vorzugsweise zweier Aufnahmehälften aneinander und damit des Radiallagers axial festgelegt worden ist, sich auf Grund des erhöhten Druckes im Getriebegehäuse entgegen Montagerichtung mit der Gefahr der Fehlmontage verschieben kann. Somit wird mittels der Montagehilfe mit dem gegen Montagerichtung wirksamen ersten Anschlag unaufwendig und vom Montageablauf sicher und ohne Zeitverzug in der Montage eine korrekte bzw. vorschriftsgemäße Positionierung der über das Radiallager in die Radiallagerung aufgenommene Antriebwelle ermöglicht.
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Vorzugsweise weist die Innenaufnahme zwei Aufnahmehälften, eine in Einbaulage an dem Gehäuse oder Gestell fixierte erste Aufnahmehälfte und eine in Einbaulage in einer Teilungsebene an der ersten Aufnahmehälfte fixierte zweite Aufnahmehälfte, auf, die in einer in axialer und in radialer Richtung verlaufenden Teilungsebenen aneinander anliegen. Die erste Aufnahmehälfte kann zur Ausbildung des ersten Anschlages an einer in Einbaulage dem Getriebe abgewandten ersten Seite der Innenaufnahme einen ersten Vorsprung aufweisen. Dieser kann zu einer seitlichen Begrenzung des Aufnahmeraumes gegen Montagerichtung zumindest über einen teilumfänglichen Bereich der ersten Aufnahmehälfte verlaufen und sich endseitig zumindest um einen geringen Betrag mit zumindest einer Erstreckungskomponente radial nach innen erstrecken. Die erste Aufnahmehälfte kann bezüglich und im Bereich des ersten Vorsprunges ein Querschnittsprofil mit Hinterschnitt aufweisen.
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Somit kann der Aufnahmeraum in einem Zwischenraum zwischen erstem Vorsprung und Teilungsebene gegen Montagerichtung geöffnet ausgebildet sein. Dies erleichtert die Montage, indem die Antriebswelle mit einem Endabschnitt ihres Antriebsendes in Montagerichtung in eine vorgesehene Getriebeöffnung eingeführt werden kann, vorzugsweise ohne übertragungswirksam in das Getriebe einzugreifen, und die Antriebswelle in einer Verschwenkrichtung senkrecht zur Teilungsebene und von der ersten Aufnahmehälfte weg um wenige Winkelgrade oder Winkelminuten verschwenkt werden kann, die ausreichen, um den Außenring des Radiallagers über den erste Vorsprung zu bewegen. Hiernach kann durch Rückverschwenken der Antriebswelle der Außenring in seinen ordnungsgemäßen Sitz hinverschwenkt werden, wobei der Außenring gegen Montagerichtung gegen den Vorsprung anschlägt. Der Zwischenraum kann verfahrenstechnisch so geschaffen werden, indem der erste Vorsprung zunächst vollumfänglich an der ersten Aufnahmehälfte vorgesehen ist, um dann im Bereich des zu schaffenden Zwischenraumes zum Beispiel vorzugsweise vollkommen abgetragen zu werden, so dass der Aufnahmeraum hier gegen Montagerichtung geöffnet ist.
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Die erste Aufnahmehälfte kann eine Führung zur Führung des Radiallagers, insbesondere seines Außenringes, in den ordnungsgemäßen Sitz, wobei die Führung eine Gleitfläche und/oder eine Führungsnut mit der Gleitfläche aufweisen kann. Hierbei kann der erste Anschlag bzw. der erste Vorsprung die Abgleitfläche und/oder zumindest eine Begrenzung für die Führungsnut mit der Abgleitfläche bilden. Der erste Vorsprung kann an seiner dem Aufnahmeraum abgewandten Seite eine in Montagerichtung ansteigende Schräge als Gleitfläche aufweisen. Vorzugsweise sind am Anschlag und/oder am Außenring jeweils zumindest eine schiefe Ebene vorgesehen, an der Außenring und erster Anschlag in Relativbewegung aneinander abgleiten. Diese dient als Gleitfläche und als schiefe Ebene zum Abgleiten des ballig ausgebildeten Außenringes Ra in Montagerichtung m. Durch jede dieser Maßnahmen kann die Montage erleichtert und vereinfacht werden, da hierdurch die Relativbewegung Radiallager/Radiallagerung geführt und somit das Verschwenken der Antriebwelle auf ein Minimum beschränkt werden kann. Das Abgleiten von Außenring und erster Anschlag aneinander minimiert zudem eine auftretende mechanische Belastung.
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Der erste Vorsprung mit seiner radial innen liegenden Seitenfläche und der sich umfänglich beidseitig anschließende und bis zur Teilungsebene erstreckende Zwischenraum ohne ersten Vorsprung bilden zugleich eine Führungsnut aus, in die die Antriebwelle zur Montage eingelegt in Montagerichtung längs verschoben werden kann. Im Fortgang kann das Radiallager mit seinem Außenring bezüglich des Aufnahmeraumes außenseitig an den ersten Vorsprung anstoßen. Dann kann die Antriebwelle zur Überwindung des ersten Vorsprunges entsprechend verschwenkt und weiter längs verschoben werden.
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Vorzugsweise ist im teilumfänglichen Bereich, in dem der erste Vorsprung umfänglich verläuft, beidendseitig in einem Mittelpunktswinkel von der Teilungsebene oder in einem Abstand senkrecht zu der Teilungsebene von derselben beabstandet. Der an der ersten Aufnahmehälfte angeordnete erste Vorsprung kann spiegelsymmetrisch zu einer Ebene in axialer Richtung und senkrecht zur Teilungsebene als Spiegelsymmetrieebene ausgebildet sein. Somit können die Enden des Bereiches mit dem ersten Vorsprung gleich beabstandet zu der Teilungsebene angeordnet sein. Somit können die zur Teilungsebene gewandte Seitenfläche des ersten Vorsprunges und die der Zwischenräume die Führungsnut bilden, in deren Längsrichtung das Radiallager unter minimaler Auslenkung der Antriebwelle in den ordnungsgemäßen Sitz hinein abgleiten kann.
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Vorzugsweise erstreckt sich der erste Vorsprung bezüglich seines umfänglichen Verlaufes radial so nach innen, dass seine radiale Erstreckung mit wachsender umfänglicher Beabstandung zur Teilungsebene zunimmt. Eine mögliche Sichelform des ersten Vorsprunges wird als vorteilhaft angesehen, da mittels dieser die seitliche Öffnung des Aufnahmeraumes gegen Montagerichtung ein kreisartiges und damit an den Außenring des Radiallagers angepasstes Innenprofil aufweisen kann, das, somit als Führungsnut ausgebildet, bei der Montage der Antriebwelle ein Überschieben des Radiallagers über den ersten Vorsprung in Montagerichtung weiter erleichtert.
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Der erste Vorsprung kann vorzugsweise fest oder fest und einstellbar mit der Halterung, insbesondere mit der Innenaufnahme, verbunden sein. Durch die Einstellung kann eine Anpassung an das jeweilige Radiallager erfolgen.
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Die zweite Aufnahmehälfte kann an der ersten Seite der Innenaufnahme den ersten Vorsprung aufweisen. Dieser ist hier vorzugsweise vollumfänglich an der zweiten Aufnahmehälfte verlaufend und sich endseitig zumindest um einen geringen Betrag mit zumindest einer Erstreckungskomponente radial nach innen erstreckend angeordnet. Dieser erste Vorsprung liegt axial vorzugsweise in gleicher Höhe wie der erste Vorsprung der ersten Aufnahmeschale. Mit Festlegung der beiden Aufnahmehälften und Anliegen des Außenringes an dem ersten Vorsprung kann derselbe eine axiale Verschiebungsfestigkeit des Radiallagers in der Radiallagerung sicherstellen. Vorzugsweise wird die zweite Aufnahmehälfte als Sphärensegment ausgeführt.
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Neben seiner oben beschriebenen Anschlagsfunktion und Führungsfunktion kann der erste Vorsprung an der ersten und/oder der zweiten Aufnahmehälfte gleichzeitig als Anzeige für den ordnungsgemäßen Sitz des Radiallagers dienen, die deutlich macht, dass die Antriebwelle in Montagerichtung noch nicht weit genug über den ersten Vorsprung geschoben ist. Hierzu kann der Außenring des Radiallagers im Falle des Fehlsitzes axial in Höhe des Vorsprunges so positioniert sein, dass die zweite Aufnahmehälfte nicht zur Anlage in Teilungsebene an die erste Aufnahmehälfte kommt und die beiden Aufnahmehälften nicht in der Teilungsebene aneinander ordnungsgemäß fixierbar sind.
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Vorteilhaft kann die Innenaufnahme eine im Wesentlichen konkave Sphäre zur Aufnahme eines zur Selbstausrichtung der Antriebswelle bei ihrer Montage in der Radiallagerung außen konvex oder ballig ausgebildeten Außenringes aufweisen. Hierbei kann die konkave Sphäre den Aufnahmeraum unter gleichzeitiger Ausbildung des ersten Vorsprunges radial und gegen Montagerichtung seitlich begrenzen. Die Sphäre der Innenaufnahme kann einen im Wesentlichen sphärischen Innenraum als Teil des Aufnahmeraumes begrenzen. Dieser Innenraum kann allgemein als ein Raum beschrieben werden, der bei Rotation eines radial beabstandeten Kreisabschnittes um die Längsachse der Innenaufnahme überstrichen wird, also einem Rotationsintegral des Kreisabschnittes entspricht, wobei die Sekante des Kreisabschnittes radial innen und senkrecht zum Radius angeordnet ist. Dank der sphärischen Ausbildung der Innenaufnahme bzw. dank der balligen Außenkontur des Außenringes, kann die ballig ausgebildete Außenfläche eine gekrümmte schiefe Ebene aufweisen, über die das Radiallager unter Anlage an dem ersten Vorsprung an demselben in zwei Stufen abgleitet. In einer ersten Stufe wird die Antriebwelle nach Außen verschwenkt oder -gedrängt, bis sich Radiallager bezüglich des ersten Vorsprunges einer Auslenkposition befindet, in der die Antriebwelle maximal ausgelenkt ist. Dies ist bei einer symmetrisch balligen Ausbildung des Außenringes bezüglich der Montagerichtung mittig des Außenringes. Mit weiterem Abgleiten von Außenring und erstem Vorsprung in einer zweiten Stufe gleitet das Radiallager in eine Lagerposition in die Innenaufnahme hinein, in der sich das Radiallager im ordnungsgemäßen Sitz befindet.
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Der zumindest von der ersten Aufnahmehälfte begrenzte Teil des Innenraums kann in Abweichung einer regelmäßigen sphärische Ausgestaltung an der den Aufnahmeraum seitlich gegen Montagerichtung begrenzenden ersten Seite in einem Zwischenraum gegen Montagerichtung geöffnet ausgebildet sein, welches wiederum das Überschieben des Außenringes über den ersten Vorsprung erleichtert. Hierzu kann, wie oben beschrieben, sich der erste Vorsprung jeweils umfänglich beidseitig von der Teilungsebene bis zu einem bestimmten Mittelpunktswinkel und/oder bis zu einem bestimmten Abstand von der Teilungsebene in einer Richtung senkrecht zur Teilungsebene erstrecken. Zur Herstellung des Zwischenraumes kann, wie oben im Prinzip bereits beschrieben, der in dem Zwischenraum den ersten Vorsprung bildenden Bereich der Sphäre durch Materialabtrag entfernt werden. Der Abtrag kann vorteilhaft so weit erfolgen, dass die Sphäre in diesem Zwischenraum abgetragen ist und der Aufnahmeraum in diesem Zwischenraum lediglich radial außen durch eine zylindermantelartige Fläche begrenzt wird.
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Die Montagehilfe kann einen in Montagerichtung wirksamen zweiten Anschlag zur Positionierung und Justierung der Antriebwelle mit dem Radiallager in einen ordnungsgemäßen Sitz hinein in der Innenaufnahme aufweisen. Die erste Aufnahmehälfte kann zur Ausbildung des zweiten Anschlages an einer in Einbaulage dem Getriebe zugewandten Seite einen radialen zweiten Vorsprung aufweisen, der zur seitlichen Begrenzung des Aufnahmeraumes in Montagerichtung über den Umfang der Innenaufnahme verläuft und sich endseitig zumindest um einen geringen Betrag mit zumindest einer radialen Erstreckungskomponente radial nach innen erstreckt. Vorzugsweise bildet bei der oben beschriebenen konkaven Ausbildung des Innenprofiles der Innenaufnahme die dann konkave Sphäre auch den zweiten Vorsprung aus bzw. begrenzt den Aufnahmeraum in Montagerichtung. Insbesondere erstreckt sich der zweite Vorsprung voll- oder teilumfänglich über eine oder beide Aufnahmehälften mit konstanter radialer Erstreckung.
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Wie oben beschrieben, durchragt die Antriebswelle in Einbaulage mit einem Antriebsende eine abgedichtete Getriebeöffnung eines Getriebes und ist zur Drehmomentübertragung über das Antriebsende mit dem Getriebe und abtriebsseitig mit einem Fahrzeugrad verbunden. Die Radiallagerung ist axial beabstandet zum Getriebe und mittels einer Halterung fest Gehäuse, Gestell oder dergleichen verbunden. Sie weist eine geteilte Innenaufnahme für ein Radiallager auf, über das die Antriebswelle in Einbaulage in die Radiallagerung aufgenommen ist. Die Innenaufnahme umfasst zwei Aufnahmehälften, eine in Einbaulage an dem Gehäuse oder Gestell fixierte erste Aufnahmehälfte und eine in einer Teilungsebene an der ersten Aufnahmehälfte fixierbare zweite Aufnahmehälfte. Die Radiallagerung weist eine Montagehilfe mit einem gegen Montagerichtung wirksamen ersten Anschlag zur Positionierung und Justierung der Antriebwelle auf. Die Antriebwelle kann in folgenden Verfahrensschritten montiert werden:
- • Endseitiges Einführen des Antriebsendes in die Getriebeöffnung,
- • Verschwenken der Antriebswelle um eine etwa in Höhe der Getriebeöffnung angeordneten Schwenkachse sowie in einer Verschwenkrichtung etwa senkrecht zur Montagerichtung um wenige Winkelgrade oder Winkelminuten und Überschieben des Radiallagers über den ersten Vorsprung,
- • Rückverschwenken des Antriebwelle und übertragungswirksames Eingreifen des Antriebsendes in das Getriebes, wobei das Radiallager mit seinem Außenring zur innenseitigen Anlage mit der ersten Aufnahmehälfte kommt und der Außenring zur Justage gegen Montagerichtung gegen den ersten Anschlag geführt wird,
- • Anlegen der zweiten Aufnahmehälfte in der Teilungsebene und
- • Fixieren derselben auf der ersten Aufnahmehälfte unter gleichzeitigem Fixieren des äußeren Ringes des Radiallagers in der Innenaufnahme.
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Ein übertragungswirksames Eingreifen des Antriebsendes in das Getriebe kann auch bereits mit dem endseitigen Einführen des Antriebsendes in die Getriebeöffnung erfolgen.
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Vorzugsweise erfolgt das Verschwenken der Schwenkachse etwa senkrecht zur Teilungsebene, wodurch, insbesondere bei einem spiegelsymmetrischen Anschlag mit einer Spiegelsymmetrieebene senkrecht zur Teilungsebene, das Überschieben des Außenringes des Radiallagers bei einer noch geringeren Anzahl an Winkelgraden oder Winkelminuten erfolgen kann.
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Vorzugsweise gleiten erster Vorsprung und Außenring in einer Relativbewegung aneinander ab. Ist die Radiallagerung zur Aufnahme eines Radiallagers mit einem außen ballig ausgebildeten Außenring sphärisch ausgeformt, so bildet die konvexe Außenseite des Außenringes eine in Montagerichtung abfallende hintere schiefe Ebene und eine in Montagerichtung aufsteigende vordere schiefe Ebene. In der ersten Stufe, in der der erste Vorsprung in Montagerichtung an der hinteren schiefen Ebene abgleitet, wird die Antriebwelle kontinuierlich ausgelenkt, bis ein radial äußere Punkt des balligen Außenringes erreicht ist. In diesem befindet sich die Antriebwelle in einer Auslenkposition, in der sie maximal ausgelenkt ist. In der zweiten Stufe, in der der erste Vorsprung in Montagerichtung an der vorderen schiefen Ebene abgleitet, wird die Antriebwelle kontinuierlich zurück verschwenkt, bis sich das Radiallager in seinem ordnungsgemäßen Sitz in der Innenaufnahme befindet. Somit kann ein sehr Material schonendes Auslenken und Abgleiten der Antriebwelle bzw. des Radiallagers erzielt werden.
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In einer oben detaillierter beschriebenen Weiterbildung kann die Montagehilfe einen in Montagerichtung wirksamen zweiten Anschlag zur Positionierung und Justierung der Antriebwelle mit dem Radiallager in einen ordnungsgemäßen Sitz hinein in der Innenaufnahme aufweisen. Hierdurch kann das Radiallager zum Erreichen seines ordnungsgemäßen Sitzes in der Radiallagerung mit seinem Überschieben über den ersten Vorsprung in Montagerichtung mit seinem Außenring in Montagerichtung gegen den zweiten Anschlag anschlagen.
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Die zweite Aufnahmehälfte kann schellenartig ausgeführt sein. Die zweite Aufnahmehälfte kann, wenn sie in Einbaulage ordnungsgemäß in der Trennungsebene an der ersten Aufnahmehälfte positioniert ist, mittels die Trennungsebene durchragende Befestigungsmittel an der ersten Aufnahmehälfte so festgelegt, dass das Radiallager bewegungsfest in der Radiallagerung 1 eingeklemmt ist. Diese Befestigungsmittel sind vorzugsweise fest mit der ersten Aufnahmehälfte verbunden. Ferner erstrecken sie sich bevorzugt senkrecht zur Trennungsebene. Zum Eingriff der Befestigungsmittel in die zweite Aufnahmehälfte sind vorzugsweise den Befestigungsmitteln angepasste Aufnahmen oder Öffnungen, insbesondere Durchgangsöffnungen, vorgesehen. Die Befestigungsmittel können endseitig einen Gewindeanschnitt zum Eingriff einer Schraubenmutter oder einen Rastabschnitt zum Eingriff in eine Rastaufnahme aufweisen.
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand einer in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Darstellung der Positionierung einer über ein Radiallager in einer geteilten Radiallagerung aufgenommenen Antriebswelle, die in Einbaulage zur Drehmomentübertragung zwischen Getriebe und anzutreibenden Fahrzeugrad angeordnet ist,
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2 eine Längsschnittansicht von Getriebe, Antriebwelle mit Radiallager und geöffneter Radiallagerung mit einer ersten Aufnahmehälfte, wobei sich das Radiallager in einer Auslenkposition bei der Montage befindet,
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3a eine schematische Längsschnittansicht im Bereich der Radiallagerung, ähnlich wie in 2,
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3b eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Hälfte der Radiallagerung, ähnlich wie in 2,
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4 eine Längsschnittansicht von Getriebe, Antriebwelle mit Radiallager und geöffneter Radiallagerung, wobei sich das Radiallager in einer ordnungsgemäßen Lagerposition befindet,
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5a eine schematische Längsschnittansicht im Bereich der Radiallagerung, ähnlich wie in 4,
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5b eine schematische Querschnittsansicht der ersten Aufnahmehälfte mit aufgenommenen Radiallager ähnlich wie in 4 und
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6 eine perspektivische Draufsicht in eine Innenaufnahme der ersten Aufnahmehälfte.
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In den 1 bis 6 wird in verschiedenen Ansichten und Teilansichten eine Radiallagerung 1 für eine Antriebswelle A in Fahrzeugen gezeigt. Hierzu wird in 1 in einer rein schematischen Darstellungsweise die Positionierung der über ein abgedichtetes Radiallager R als Teil eines Getriebes G mit einem Außenring Ra in die Radiallagerung 1 aufgenommenen Antriebswelle A verdeutlicht. Die Antriebwelle a ist in der hier gezeigten Einbaulage zur Drehmomentübertragung zwischen dem Getriebe G mit dem abtriebseitigen Differentialgetriebe D und einem anzutreibenden Fahrzeugrad F angeordnet. Die Antriebswelle A ist mit einem als Antriebsende Aa ausgebildeten Ende in einer axialen Montagerichtung m durch eine Getriebeöffnung O in das Differentialgetriebe D einführbar. Der Außenring Ra des Radiallagers R ist hier zur Selbstausrichtung der Antriebwelle A ballig oder konvex ausgebildet.
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Die Radiallagerung 1 weist eine an einem Gehäuse Gg des Motors M fixierte Halterung 2 mit einer einen Aufnahmeraum 3 begrenzenden, geteilten Innenaufnahme 4 für das Radiallager R auf. Die Innenaufnahme 4 ist in einer Teilungsebene T in zwei Aufnahmehälften, eine in Einbaulage an dem Gehäuse Gg fixierte erste Aufnahmehälfte 5 und eine in Einbaulage in der Teilungsebene T an der ersten Aufnahmehälfte 5 fixierte zweite Aufnahmehälfte 6, geteilt, wobei die Teilungsebene T in Montagerichtung m und in radialer Richtung r verläuft.
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Bei einer üblichen Montage wird eine Antriebwelle in Montagerichtung in das Differentialgetriebe gesteckt, wodurch sich der Innendruck im Differential so erhöhen kann, dass die Antriebswelle infolge des erhöhten Innendruckes gegen Montagerichtung über einen bestimmten Betrag aus dem Getriebe herausgedrückt wird und in der Radiallagerung mit Festsetzung in der Innenaufnahme fehlpositioniert wird. Zur Abhilfe ist hier eine Montagehilfe 7 mit einem gegen Montagerichtung m wirksamen ersten Anschlag 8 zur ordnungsgemäßen Aufnahme und Justierung der über das Radiallager R aufzunehmenden Antriebwelle A in der Innenaufnahme 4 vorgesehen. Die erste Aufnahmehälfte 5 weist zur Ausbildung des ersten Anschlages 8 an einer dem Differentialgetriebe D abgewandten ersten Seite 9 der Innenaufnahme 4 einen ersten Vorsprung 10 auf. Wie insbesondere der 6 entnehmbar, verläuft der erste Vorsprung 10 zu einer seitlichen Begrenzung des Aufnahmeraumes 3 gegen Montagerichtung m zumindest über einen teilumfänglichen Bereich 11a der ersten Aufnahmehälfte 5, wobei der Bereich 11a beidendseitig in einem Abstand 11b von der Trennungsebene T beabstandet ist. Ferner erstreckt sich der erste Vorsprung zumindest um einen geringen Betrag 12 mit einer radialen Erstreckungskomponente nach innen. Der erste Vorsprung 10 ist spiegelsymmetrisch mit einer Ebene E, die senkrecht zur Trennungsebene T angeordnet ist und in Montagerichtung m verläuft, an der ersten Aufnahmehälfte 5 ausgebildet.
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In dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel der Radiallagerung 1 weist die Innenaufnahme 4 eine im Wesentlichen konkave Sphäre 13 zur Aufnahme des hier außen konvex oder ballig ausgebildeten Außenringes Ra des Radiallagers R auf, wobei die konkave Ausbildung der Sphäre 13 und die daran angepasste außen konvexe Ausbildung des Außenringes Ra zur Selbstausrichtung der Antriebswelle A bei ihrer Montage in der Radiallagerung 1 dient. Die konkave Sphäre 13 begrenzt, wie in den 2 bis 6 ersichtlich, den Aufnahmeraum 3 radial und unter gleichzeitiger Ausbildung des ersten Vorsprunges 10 seitlich gegen Montagerichtung m. Damit ist der durch die Sphäre 13 begrenzet Teil des Aufnahmeraumes 3 toroidförmig ausgebildet.
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In Abwandlung der sphärischen Form des Aufnahmeraumes 3 erstreckt sich der erste Vorsprung 10 jedoch lediglich über den von der Trennungsebene T beabstandeten Bereich 11a. In dem Zwischenraum 14 zwischen Trennungsebene T und Bereich 11a ist die Sphäre 13 seitlich gegen Montagerichtung m geöffnet. Wie insbesondere der 6 entnehmbar, in der eine perspektivische Draufsicht in die Innenaufnahme 4 der ersten Aufnahmehälfte 5 mit Draufsicht auf die Trennungsebene T gezeigt ist, ist die Sphäre 13 in dem Zwischenraum 14 so in Montagerichtung m abgetragen, dass sich ein teilumfänglicher Zylindermantelabschnitt 15 und eine nach innen weisende, als Gleitfläche 16 ausgebildete Stirnfläche des ersten Vorsprunges 10 ausbildet. Dadurch ist der Aufnahmeraum 3 bezüglich des Zwischenraumes 14 gegen Montagerichtung m geöffnet, bezüglich des ersten Anschlages 8 bzw. der verbliebenen seitlichen Begrenzung des Innenraumes 4 mittels der Sphäre 13 geöffnet. Ferner begrenzen der erste Vorsprung 10 mittels seiner als Gleitfläche 16 ausgebildeten Stirnfläche und die hieran anschließenden beiden Zylindermantelabschnitte 15 eine axial kurze Führungsnut 17 als Teil einer Führung 18 für die Antriebwelle A und das Radiallager R. Zur ihrer Montage kann die Antriebwelle A in der Führungsnut 17 abgestützt und axial in Montagerichtung m verschoben werden, bis das Radiallager R mit seinem Außenring Ra in Montagerichtung m vorn am ersten Vorsprung 10 anschlägt.
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In den 2 bis 5 mit Längsschnitts- und Querschnittsansichten von Radiallagerung 1, Radiallager R, Antriebwelle A und Differenzial D wird dieser Teil des Montagevorgang in zwei Schritten gezeigt, wobei sich das Radiallager R und damit die Antriebwelle A in den 2 und 3 in einer Verschwenkposition befinden. In der Verschwenkposition ist die Antriebwelle A bezüglich einer Schwenkachse s in Höhe der Getriebeöffnung O um sehr wenige Winkelgrade in einer Verschwenkrichtung v senkrecht zur Teilungsebene T verschwenkt. Der erste Vorsprung 10 ist, wie 2 entnehmbar, relativ zum Außenring Ra bis zur Mitte und damit bis zum Punkt der maximalen radialen Ausdehnung des Außenringes Ra in Montagerichtung verschoben. Auf dem Weg vom außenseitigen Anstoßen bis zur Verschwenkposition des Außenringes Ra gleiten Außenring Ra und Gleitfläche 16 des ersten Vorsprunges 10 aneinander ab. In 3b ist mit der maximalen radialen Höhe h des ersten Vorsprunges 10 das äußerst geringe maximale Verschenken der Antriebwelle A in der Verschwenkposition verdeutlicht. Würde beispielsweise die Verschwenkposition bei der Montage irrtümlich als korrekter bzw. ordnungsgemäßer Sitz des Radiallagers R angenommen, so ist schon aus der Anschauung her den 2 und 3a entnehmbar, dass die hier nicht gezeigte zweite Aufnahmehälfte 6 wegen der Verschwenkposition der Antriebwelle A und wegen des axialen Herausragens des Radiallagers R gegen Montagerichtung m aus der Radiallagerung 1 nicht an die erste Aufnahmehälfte 5 so montierbar ist, dass beide Aufnahmehälften 5, 6 an der Teilungsebene T anliegen. Es „passen” dann die beiden Aufnahmehälften 5, 6 nicht zusammen und lassen sich nicht aneinander fixieren. Hierdurch wird eine weitere Montagehilfe gegeben.
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In den 4 und 5 befindet sich das Radiallager R bereits in seinem ordnungsgemäßen Sitz in dem Radiallager R, in dem der Außenring Ra innenseitig flächig an der ersten Aufnahmehälfte 5 anliegt. Der Außenring Ra des Radiallagers R ist hierbei aus der Verschwenkposition heraus und unter Rückverschwenken der Antriebwelle A gegen Verschwenkrichtung v an der Gleitfläche 16 des ersten Vorsprunges 10 in den ordnungsgemäßen Sitz hinein geführt worden. Dies erfolgt zwangsläufig, da infolge des Verschwenkens der Antriebwelle A in die Verschwenkposition eine leichte blattfederartige, elastische Verspannung der Antriebwelle A erfolgt, die eine gegen Verschwenkrichtung v wirkende Rückstellfederkraft aufbaut, die wiederum mit dem Verschieben des Radiallagers R aus der Verschwenkposition in den ordnungsgemäßen Sitz hinein das Radiallager R radial nach außen in die erste Aufnahmehälfte 5 hinein drückt. Dies erleichtert die korrekte Montage der Antriebwelle A.
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Nicht explizit, da in 1 verdeckt, gezeigt ist, dass der erste Vorsprung auch an der zweiten Aufnahmehälfte 6 vorgesehen ist, der sich über den Umfang der zweiten Aufnahmehälfte 6 erstreckt, in Einbaulage in gleicher axialer Höhe wie der ersten Vorsprung 10 an der ersten Aufnahmehälfte 5 angeordnet ist und sich endseitig zumindest um einen geringen Betrag mit zumindest einer Erstreckungskomponente radial nach innen erstreckt. Dies fördert eine Fixierung des Radiallagers R in der Radiallagerung 1.
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Wie insbesondere den 2, 3a, 4, 5a und 6 entnehmbar, weist die Montagehilfe 7 zusätzlich einen in Montagerichtung m wirksamen als zweiten Vorsprung 19 ausgebildeten zweiten Anschlag 20 zur Positionierung und Justierung der Antriebwelle a mit dem Radiallager Ra in den in den 4 und 5 gezeigten ordnungsgemäßen Sitz hinein in der Innenaufnahme 4 auf. Der zweite Vorsprung ist an einer in Einbaulage dem Differentialgetriebe D zugewandten zweiten Seite 21 der ersten Anschlaghälfte 5 und, was hier lediglich in 1 verdeckt gezeigt, der zweiten Aufnahmehälfte 6 angeordnet, wobei sich der zweite Vorsprung 19 axial in einer Höhe angeordnet ist und sich radial mit einem konstanten Betrag erstreckt. Der zweite Anschlag 20 begrenzt eine Einstecktiefe, in der die Antriebwelle A in Montagerichtung mit Ihrem Antriebwende Aa durch die Getriebeöffnung O in das Differentialgetriebe D angeordnet wird. Wie der erste Vorsprung 10, so wird auch der zweite Vorsprung 19 mittels der den Aufnahmeraum 3 begrenzenden konkaven Sphäre 13 gebildet.
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Die zweite Aufnahmehälfte 6 ist, was der Zeichnung nicht deutlich entnehmbar ist, schellenartig ausgeführt und wird, wenn sie in der Trennungsebene T an der ersten Aufnahmehälfte 5 ordnungsgemäß positioniert ist (1), mittels die Trennungsebene T durchragender, in 6 gezeigter Befestigungsmittel 22 an der ersten Aufnahmehälfte 5 so festgelegt, dass das Radiallager R bewegungsfest in der Radiallagerung 1 eingeklemmt ist.
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Mittels der Radiallagerung 1 kann somit eine leichte, vereinfachte und sichere Montage des Radiallagers R, über das die Antriebswelle A in Einbaulage in der Radiallagerung 1 aufgenommen ist, in den Verfahrensschritten erfolgen:
Führung der Antriebwelle A in der Führungsnut 17,
Einführen des Antriebsendes Aa endseitig in Montagerichtung m in die Getriebeöffnung O,
Verschwenken der Antriebswelle A um eine etwa in Höhe der Getriebeöffnung O angeordneten Schwenkachse s sowie in einer Verschwenkrichtung v etwa senkrecht zur Teilungsebene T um wenige Winkelgrade und gleichzeitiges Überschieben des Radiallagers R über den ersten Vorsprung 10 in die Verschwenkposition, wobei die ballige Ausbildung des Außenringes Ra ein Überschieben nach dem Prinzip der schiefen Ebenen ermöglicht,
Weiteres Überschieben des Radiallagers R über den ersten Vorsprung 10 aus der Verschwenkposition in den ordnungsgemäßen Sitz hinein unter gleichzeitigem Rückverschwenken der Antriebwelle A mit übertragungswirksamem Eingreifen des Antriebsendes Aa in das Differentialgetriebe D. Das Radiallager R kommt mit seinem Außenring Ra zur innenseitigen Anlage mit der ersten Aufnahmehälfte 5, wobei der Außenring Ra zur Justage gegen Montagerichtung m gegen den ersten Anschlag 8 und in Montagerichtung m gegen den zweiten Anschlag 20 geführt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radiallagerung
- 2
- Halterung
- 3
- Aufnahmeraum
- 4
- Innenaufnahme
- 5
- Erste Aufnahmehälfte
- 6
- Zweite Aufnahmehälfte
- 7
- Montagehilfe
- 8
- Erster Anschlag
- 9
- Erste Seite
- 10
- Erster Vorsprung
- 11a
- Bereich
- 11b
- Abstand
- 12
- Betrag
- 13
- Sphäre
- 14
- Zwischenraum
- 15
- Zylindermantelabschnitt
- 16
- Gleitfläche
- 17
- Führungsnut
- 18
- Führung
- 19
- Zweiter Vorsprung
- 20
- Zweiter Anschlag
- 21
- Zweite Seite
- 22
- Befestigungsmittel
- A
- Antriebswelle
- Aa
- Antriebsende
- D
- Differentialgetriebe
- E
- Ebene
- F
- Fahrzeugrad
- G
- Getriebe
- Gg
- Gehäuse
- M
- Motor
- O
- Getriebeöffnung
- R
- Radiallager
- Ra
- Außenring
- T
- Teilungsebene
- m
- Montagerichtung
- r
- radiale Richtung
- s
- Schwenkachse
- v
- Verschwenkrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2005/042992 A1 [0003]
- WO 03/011627 A1 [0004]
- WO 97/43138 A1 [0005]
