DE102010036248A1

DE102010036248A1 - Anordnung zur spielminimierten Lagerung einer Welle

Info

Publication number: DE102010036248A1
Application number: DE201010036248
Authority: DE
Inventors: Thorsten BIERMANN; Fritz Wiesinger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2012-03-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur spielminimierten Lagerung einer Welle (1), insbesondere einer langsam drehenden Welle (1). Erfindungsgemäß ist ein Wälzlager vorgesehen, das zur Abstützung an der Welle (1) einen Lagerinnenring (2) aufweist, wobei die Laufbahn der Wälzkörper an zumindest einem Laufbahnabschnitt (3, 4, 5) des Lagerinnenrings (2) geringfügig verengt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur spielminimierten Lagerung einer Welle, insbesondere einer langsam drehenden Welle.
Hintergrund der Erfindung
Es entspricht dem Stand der Technik, in Differenzialgetrieben von Kraftfahrzeug-Achsantrieben ein sogenanntes „Anti-Wummer-Paket” einzusetzen, bei dem über zwei Konusringe und ein Federpaket das Radialspiel der Achswelle minimiert wird. Üblicherweise kommen diese „Anti-Wummer-Pakete” in Kegelraddifferenzialen zum Einsatz, um etwaige Geräuschentwicklungen, das sogenannte „Achswummern”, zu vermeiden.
Ein solches „Anti-Wummer-Paket” ist in DE 30 26 535 A1 beschrieben. Dort sind in einem Kegelrad-Ausgleichsgetriebe in Bohrungen des Ausgleichsgehäuses Abtriebswellen drehbar gelagert. Zur Beseitigung eines Radialspiels zwischen den Abtriebswellen und dem Ausgleichsgehäuse ist jeweils ein Ring mit einer konisch verlaufenden Mantelfläche an der Abtriebswelle angeordnet, der in eine mit einer entsprechenden Kontur versehenen Nut der Ausgleichsgehäusebohrung gedrückt wird.
Bei dieser Ausgestaltung herrscht jedoch zwischen den Konen Reibkontakt, so dass in Abhängigkeit von der Vorspannung ein erhöhter Reibverlust und Verschleiß an den Konen auftritt. Zudem ist die Anordnung der Konen und der Feder aufwendig und kostenintensiv.
Ausgehend vom dargelegten Stand der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine spielminimierte Lagerung für eine Welle zu schaffen, die einfach aufgebaut, reibungsarm und kostengünstig gestaltet ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass zur Lagerung der Welle ein spielminimiert vorgespanntes Wälzlager vorgesehen ist, das zur Abstützung an der Welle einen Lagerinnenring aufweist, der zur Vorspannung die Laufbahn der Wälzkörper an zumindest einem Laufbahnabschnitt elastisch geringfügig verengt.
Bevorzugt weist der Lagerinnenring zur Verengung der Laufbahn der Wälzkörper zumindest einen nach radial außen von der Kreisform geringfügig abweichenden gewölbten elastischen Laufbahnabschnitt auf.
Vorzugsweise ist der Lagerinnenring dünnwandig ausgeführt. Hierdurch kann dieser auf einfache Weise elastisch ausgebildet werden und ist zugleich in Blech ausführbar sowie durch blechverarbeitende Verfahren besonders einfach herstellbar.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Lagerinnenring in dreiecksförmiger Querschnittsform mit drei gleichseitigen Umfangsabschnitten ausgeführt. Auf diese Weise wird das Wälzlager an den drei eckförmigen Abschnitten durch die an der Laufbahn nach radial außen eingepferchten Wälzkörper spielfrei vorgespannt und zugleich an den drei dazwischenliegenden gleichseitigen Umfangsabschnitten an der Welle abgestützt.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Wälzlager als Nadellager mit in einem Nadelkäfig geführten, als Nadelrollen ausgeführten Wälzkörpern ausgebildet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Anordnung,
2 einen Querschnitt der Anordnung aus 1,
3 einen Längsschnitt der Anordnung aus 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zur spielminimierten Lagerung einer Welle 1 dargestellt. Die Welle 1 ist über ein Wälzlager in einer angedeuteten Aufnahme 6 gelagert. Die Aufnahme 6 kann beispielsweise als Lagerbuchse oder Lagersitz oder als Lageraußenring ausgebildet sein. Denkbar ist auch, dass die Aufnahme 6 zur Verbindung des Wälzlagers mit einem anderen Lager zu einer Lagereinheit dient. Die Aufnahme 6 bildet an ihrem Innenumfang eine ringförmige Lauffläche 7 für die Wälzkörper des Wälzlagers. Die Welle 1 dreht mit geringer Drehzahl relativ zur Aufnahme 6, wie beispielsweise eine Lenksäule der Lenkung eines Kraftfahrzeugs oder eine Ausgangswelle eines Differenzialgetriebes im Differenzialgehäuse. Das Wälzlager ist beispielhaft als Nadellager ausgeführt und weist einen Lagerinnenring 2 zur Abstützung auf der Welle 1 auf. Hierbei laufen die als Nadelrollen ausgeführten Wälzkörper zwischen dem Lagerinnenring 2 und der Aufnahme 6 um.
Die 2 und 3 zeigen das Wälzlager aus 1 in vergrößertem schematischen Querschnitt und in Seitenansicht. Das Wälzlager besteht aus einem dünnwandigen Lagerinnenring 2, einem Wälzkörperkäfig, hier Nadelkäfig, und Wälzkörpern, hier Nadelrollen. Der Lagerinnenring 2 ist spanlos aus Blech herstellbar. Dieser ist mit der Welle 1 verbunden und weist im Querschnittsprofil die Form eines gleichseitigen Vielecks auf, hier dreiecksförmig mit drei gleichen Seiten. Zur Verdeutlichung ist die Form des Querschnittsprofils stark übertrieben dargestellt. Diese Form ergibt drei abgerundete eckförmige Umfangsabschnitte mit drei um 120° versetzt dazwischen liegenden Umfangsabschnitten 8, 9, 10, an denen am Innenumfang des Lagerinnenrings 2 das Wälzlager an der Welle 1 abgestützt ist. Der Lagerinnenring 2 bildet dabei an seinem Außenumfang eine im Querschnitt dreiecksförmig ausgebildete Laufbahn, an der die Wälzkörper zwischen der Lauffläche 7 an der radial außen angedeuteten Aufnahme 6 und dem Lagerinnenring 2 des Wälzlagers umlaufen. An den eckförmigen Abschnitten des Lagerinnenrings 2 entstehen dabei drei nach radial außen von der Kreisform geringfügig abweichende elastisch gewölbte Laufbahnabschnitte 3, 4, 5, an denen die Laufbahn der Wälzkörper verengt ist. Dadurch werden diese zwischen dem Lagerinnenring 2 und der Aufnahme 6 eingepfercht, wodurch die Welle 1 definiert radial vorgespannt und das Lagerspiel auf Null minimiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Welle
2: Lagerinnenring
3: Laufbahnabschnitt
4: Laufbahnabschnitt
5: Laufbahnabschnitt
6: Aufnahme
7: Lauffläche
8: Umfangsabschnitt
9: Umfangsabschnitt
10: Umfangsabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3026535 A1 [0003]

Claims

Anordnung zur spielminimierten Lagerung einer Welle (1), insbesondere einer langsam drehenden Welle (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein Wälzlager vorgesehen ist, das zur Abstützung an der Welle (1) einen Lagerinnenring (2) aufweist, wobei die Laufbahn der Wälzkörper an zumindest einem Laufbahnabschnitt (3, 4, 5) des Lagerinnenrings (2) geringfügig verengt ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (2) zur Verengung der Laufbahn der Wälzkörper zumindest einen nach radial außen von der Kreisform geringfügig abweichenden elastisch gewölbten Laufbahnabschnitt (3, 4, 5) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (2) dünnwandig ausgeführt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (2) in dreiecksförmiger Querschnittsform mit drei gleichseitigen Umfangsabschnitten ausgeführt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager als Nadellager mit in einem Nadelkäfig geführten, als Nadelrollen ausgeführten Wälzkörpern ausgebildet ist.