DE102010040230A1

DE102010040230A1 - Einrichtung zur axialen und radialen Lagerung eines auf einer Welle gelagerten Bauteils, insbesondere eines Losrades

Info

Publication number: DE102010040230A1
Application number: DE102010040230A
Authority: DE
Inventors: Michael Drabek
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2012-03-08

Abstract

Es wird eine Einrichtung (7) zur axialen und radialen Lagerung eines auf einer Welle (1) gelagerten Bauteils (2), insbesondere eines Losrades vorgeschlagen, welche zwei Kugellager (5, 6) aufweist, wobei jedem Kugellager (5, 6) ein auf der Welle (1) vorgesehener Lagerinnenring (4, 3) zugeordnet ist und die Lageraußenringe (10, 11) der Kugellager (5, 6) durch eine entsprechende Ausgestaltung des der Welle (1) zugewandten Teils des Bauteils (2) oder durch ein mit dem Bauteil (2) verbundenes separates Bauteil gebildet sind, wobei die Kontur der Lagerinnenringe (4, 3) und der Lageraußenringe (10, 11) derart ausgeführt ist, dass die Kugeln (8, 9) der Kugellager (5, 6) axial betrachtet jeweils zwischen einer Schulter (12, 14) des Lagerinnenrings (4 bzw. 3) und einer Schulter (13, 15) des Lageraußenrings (10 bzw. 11) angeordnet sind, wodurch die Kugellager (5, 6) neben der radialen Lagerung auch der axialen Lagerung des Bauteils (2) dienen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur axialen und radialen Lagerung eines auf einer Welle gelagerten Bauteils, insbesondere eines auf einer Welle gelagerten Losrades gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Losräder werden nach dem Stand der Technik in Getrieben, beispielsweise in Getrieben in Vorgelegebauweise verwendet, wobei sie zum Schalten eines Ganges mittels eines Schaltelementes mit der Welle, auf der sie angeordnet sind, drehfest verbindbar sind. Die Lagerung in radialer Richtung erfolgt nach dem Stand der Technik in der Regel über Gleitlager oder über Nadellager, wobei die Lagerung und Abstützung in axialer Richtung in der Regel über Gleitlager erfolgt.
In nachteiliger Weise führt die axiale Abstützung der Losräder zu Schleppverlusten, die wiederum in einer Reduzierung des Wirkungsgrades und somit in einem erhöhten Verbrauch resultieren.
Die DE 10 2006 031 263 A1 der Anmelderin offenbart eine Losradlagerung, welche als eine über Rollreibung definierte Axiallagerung ausgebildet ist. Insbesondere ist bei der bekannten Losradlagerung vorgesehen, dass das Losrad über eine konisch ausgebildete Lagerstelle mit einem entsprechend gestalteten Nadellager gelagert ist, wobei die Richtung des Konus der Lagerstelle durch die Richtung der Verzahnung im Losrad und die sich daraus ergebenden Axialkraft definiert ist. Bei dieser Konstruktion wird das Losrad axial abgestützt, wobei die dabei entstehenden Kräfte eine Funktion des Konuswinkels sind.
Des Weiteren ist aus der DE 103 51 132 A1 der Anmelderin eine Anordnung von Kupplungen und Zahnrädern in einem Zahnräderwechselgetriebe bekannt, umfassend eine Welle, Lager, Zahnräder, mindestens ein Losrad und mindestens ein Kupplungselement, so dass das zumindest eine Losrad kraft- oder formschlüssig mit dem Kupplungselement verbindbar ist. Hierbei ist vorgesehen, dass die Lagerbasis der Welle auf ein Minimum reduziert ist. Das zumindest eine Losrad wird durch ein Axiallager und ein Radiallager gelagert, wobei Radial-/Axiallagerkombinationen der bekannten Anordnung durch ein nicht näher beschriebenes Lager ersetzt werden können, welches beide Funktionen in sich vereinigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur axialen und radialen Lagerung eines auf einer Welle gelagerten Bauteils, insbesondere eines auf einer Welle gelagerten Losrades anzugeben, durch die die Schleppverluste, insbesondere für den Fall eines Losrades die Schleppverluste im Leerlauf und während eines Schaltvorgangs im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Losradlagerungen reduziert werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Einrichtung zur axialen und radialen Lagerung eines auf einer Welle gelagerten Bauteils, insbesondere eines Losrades vorgeschlagen, welche zwei Kugellager umfasst, denen jeweils ein auf der Welle vorgesehener Lagerinnenring zugeordnet ist, wobei die Lageraußenringe der Kugellager durch eine entsprechende Ausgestaltung des Bauteils bzw. des Losrades oder durch ein mit dem Bauteil bzw. dem Losrad verbundenes separates Bauteil gebildet sind. Die Lagerinnenringe können durch separate Bauteile oder durch ein Bauteil gebildet sein. Die Kugellager sind vorzugsweise axial betrachtet jeweils einem Ende des Bauteils zugeordnet.
Erfindungsgemäß ist die Kontur der Lagerinnenringe und der Lageraußenringe derart ausgeführt, dass die Kugeln der Kugellager axial betrachtet jeweils zwischen einer Schulter des Lagerinnenrings und einer Schulter des Lageraußenrings angeordnet sind, wodurch die Kugellager auch der axialen Lagerung des Losrades dienen. Das Spiel in axialer Richtung ist eine Funktion des Durchmessers der Kugeln und des Abstandes der Schultern der Lagerinnenringe zu den entsprechenden Schultern der Lageraußenringe.
Im Rahmen einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur axialen und radialen Lagerung eines auf einer Welle angeordneten Bauteils kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Bauteil, welches die Lagerinnenringe bildet, in die Welle integriert ist; in diesem Fall ist der Käfig der Kugellager geteilt ausgeführt. Hierbei kann mindestens ein Lagerinnenring durch eine entsprechend ausgeführte Kontur der Welle gebildet sein.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird ein auf einer Welle angeordnetes Bauteil ausschließlich über eine rollende Lagerung sowohl radial als auch axial gelagert, was in vorteilhafter Weise in einer Verringerung der Schleppverluste resultiert.
Des Weiteren werden die Anforderungen an die Axialflächen der Naben der auf der Welle angeordneten und erfindungsgemäß gelagerten Bauteile sowie der angrenzenden Bauteile reduziert, da keine axiale Abstützung nach dem Stand der Technik erforderlich ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Schnittansicht eines Losrades und einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur axialen und radialen Lagerung darstellt, beispielhaft näher erläutert.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf die beigefügte Figur umfasst die Einrichtung 7 zur axialen und radialen Lagerung eines auf einer Welle 1 gelagerten Losrades 2 zwei Kugellager 5, 6, wobei jedem Kugellager 5, 6 ein auf der Welle 1 vorgesehener Lagerinnenring 4, 3 zugeordnet ist. Die Wälzkörper der Lager 5, 6 sind als Kugeln ausgeführt und in der Figur mit den Bezugszeichen 8 und 9 versehen. Die Lageraußenringe 10, 11 der Kugellager 5, 6 sind durch eine entsprechende Ausgestaltung des der Welle 1 zugewandten Teils des Losrades 2 gebildet.
Wie aus der beigefügten Figur ersichtlich, ist gemäß der Erfindung die Kontur der Lagerinnenringe 3, 4 und der Lageraußenringe 10, 11 der Kugellager 5, 6 derart ausgeführt, dass die Kugeln 8, 9 der Kugellager 5, 6 axial betrachtet jeweils zwischen einer Schulter 12, 14 des Lagerinnenrings 4 bzw. 3 und einer Schulter 13, 15 des Lageraußenrings 10 bzw. 11 angeordnet sind, wodurch die Kugellager 5, 6 neben der radialen Lagerung auch der axialen Lagerung des Losrades 2 dienen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann beispielsweise auch zur axialen und radialen Lagerung des Zwischenrades einer Einrichtung zur Drehrichtungsumkehr zur Realisierung eines Rückwärtsganges oder der Räder von Räderketten verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Welle
2: Losrad
3: Lagerinnenring
4: Lagerinnenring
5: Kugellager
6: Kugellager
7: Einrichtung zur axialen und radialen Lagerung
8: Kugel
9: Kugel
10: Lageraußenring
11: Lageraußenring
12: Schulter
13: Schulter
14: Schulter
15: Schulter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006031263 A1 [0004]
DE 10351132 A1 [0005]

Claims

Einrichtung (7) zur axialen und radialen Lagerung eines auf einer Welle (1) gelagerten Bauteils (2), insbesondere eines Losrades, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Kugellager (5, 6) aufweist, wobei jedem Kugellager (5, 6) ein auf der Welle (1) vorgesehener Lagerinnenring (4, 3) zugeordnet ist und die Lageraußenringe (10, 11) der Kugellager (5, 6) durch eine entsprechende Ausgestaltung des der Welle (1) zugewandten Teils des Bauteils (2) oder durch ein mit dem Bauteil (2) verbundenes separates Bauteil gebildet sind, wobei die Kontur der Lagerinnenringe (4, 3) und der Lageraußenringe (10, 11) derart ausgeführt ist, dass die Kugeln (8, 9) der Kugellager (5, 6) axial betrachtet jeweils zwischen einer Schulter (12, 14) des Lagerinnenrings (4 bzw. 3) und einer Schulter (13, 15) des Lageraußenrings (10 bzw. 11) angeordnet sind, wodurch die Kugellager (5, 6) neben der radialen Lagerung auch der axialen Lagerung des Bauteils (2) dienen.
Einrichtung (7) zur axialen und radialen Lagerung eines auf einer Welle (1) gelagerten Bauteils (2), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerinnenringe (3, 4) durch separate Bauteile oder durch ein Bauteil gebildet sind.
Einrichtung (7) zur axialen und radialen Lagerung eines auf einer Welle (1) gelagerten Bauteils (2), nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Bauteil, welches die Lagerinnenringe (3, 4) bildet, in die Welle (1) integriert ist, wobei der Käfig der Kugellager (5, 6) geteilt ausgeführt ist.
Einrichtung (7) zur axialen und radialen Lagerung eines auf einer Welle (1) gelagerten Bauteils (2), nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lagerinnenring (3, 4) durch eine entsprechend ausgeführte Kontur der Welle (1) gebildet ist.
Einrichtung (7) zur axialen und radialen Lagerung eines auf einer Welle (1) gelagerten Bauteils (2), nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur axialen und radialen Lagerung eines Losrades (2), des Zwischenrades einer Einrichtung zur Drehrichtungsumkehr zur Realisierung eines Rückwärtsganges oder der Räder von Räderketten verwendet wird.