DE102013219299A1

DE102013219299A1 - Lageranordnung

Info

Publication number: DE102013219299A1
Application number: DE201310219299
Authority: DE
Inventors: Volker Wendt
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-03-26
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: DE102013219299B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (1) zur Lagerung mindestens einer Verzahnung (2, 3) relativ zu einer Welle (4), umfassend eine mindestens zweireihige Wälzlagerung (5, 6) zur Übertragung radialer und axialer Lasten. Um eine kostengünstige Lagerung zu schaffen, mit den von der Verzahnung radiale und axiale Kräfte übertragen werden können, sieht die Erfindung vor, dass die Lagerinnenringe (7, 8) und/oder die Lageraußenringe der mindestens zweireihigen Wälzlagerung (5, 6) als separate Bauteile ausgebildet sind, wobei jeder Lagerinnenring (7, 8) und/oder jeder Lageraußenring eine Laufbahn (9, 10) für den Anlauf von Wälzkörpern (11, 12) aufweist, wobei die Laufbahn (9, 10) zum einen axialen Ende des Lagerinnenrings (7, 8) und/oder des Lageraußenrings einen freien Auslauf (13, 14) aufweist, wobei die Laufbahn (9, 10) zum anderen axialen Ende des Lagerinnenrings (7, 8) und/oder des Lageraußenrings einen Bord (15, 16) zum axialen Anlauf des Wälzkörpers (11, 12) aufweist, wobei der Bord (15) eines der beiden Lagerinnenringe (7) und/oder Lageraußenringe an den freien Auslauf (14) des anderen der beiden Lagerinnenringe (8) und/oder Lageraußenringe unmittelbar angrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zur Lagerung mindestens einer Verzahnung relativ zu einer Welle, umfassend eine mindestens zweireihige Wälzlagerung zur Übertragung radialer und axialer Lasten.
In verschiedenen maschinen- und fahrzeugbautechnischen Anwendungen muss ein Zahnrad relativ zu einer Welle drehbar gelagert werden, so dass zwischen dem Zahnrad und der Welle radiale und axiale Lasten übertragen werden können. Beispielsweise sind in einem Kraftfahrzeug-Getriebe diverse solcher Lagerungen zu finden.
Werden zur Lagerung Zylinderrollenlager eingesetzt, ist wegen der zu übertragenden beidseitigen Axiallasten eine Ausführungsform des Typs NUP nötig, d. h. sowohl am Lageraußenring als auch am Lagerinnenring finden sich beidseitig radial vorstehende Borde, die eine Axialkraftübertragung in beide Achsrichtungen zulassen. Allerdings sind hierfür Anlaufringe im Lager nötig, die bei der Realisierung der Lagerung zu erheblichen Kosten führen. Des weiteren wird bei der Realisierung mittels NUP-Zylinderrollenlagern ein hinreichender axialer Bauraum benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die beidseitige Axialkraftübertragung möglich ist, ohne die genannte kostenintensive Bauweise einsetzen zu müssen. Demgemäß soll mit einfacheren Lagerelementen die radiale und beidseitig axiale Lagerung einer Verzahnung relativ zu einer Welle bewerkstelligt werden.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerinnenringe und/oder die Lageraußenringe der mindestens zweireihigen Wälzlagerung als separate Bauteile ausgebildet sind, wobei jeder Lagerinnenring und/oder jeder Lageraußenring eine Laufbahn für den Anlauf von Wälzkörpern aufweist, wobei die Laufbahn zum einen axialen Ende des Lagerinnenrings und/oder des Lageraußenrings einen freien Auslauf aufweist, wobei die Laufbahn zum anderen axialen Ende des Lagerinnenrings und/oder des Lageraußenrings einen Bord zum axialen Anlauf des Wälzkörpers aufweist, wobei der Bord eines der beiden Lagerinnenringe und/oder Lageraußenringe an den freien Auslauf des anderen der beiden Lagerinnenringe und/oder Lageraußenringe unmittelbar angrenzt.
Die Laufbahnen der beide Lagerinnenringe und/oder Lageraußenringe sind bevorzugt zylindrisch ausgebildet.
Beide Lagerinnenringe und/oder Lageraußenringe weisen vorzugsweise im Radialschnitt eine L-förmige Ausformung auf. Die beiden Lagerinnenringe weisen bevorzugt im Radialschnitt eine L-förmige Ausformung auf, wobei ein einstückiger Lageraußenring für alle Wälzlagerungen alle Laufbahnen für die Wälzkörper aufweist. In diesem Falle kann vorgesehen sein, dass die Laufbahnen im Lageraußenring in beiden axialen Richtungen durch Borde zum axialen Anlauf der Wälzkörper begrenzt sind.
Der Lageraußenring oder die Lageraußenringe können eine außenzylindrische Sitzfläche für mindestens eine Verzahnung aufweisen.
Vorzugsweise sind alle Lagerinnenringe baugleich ausgebildet; dies gilt auch für alle Wälzkörper.
Beide Lagerinnenringe können mit einer innenzylindrischen Sitzfläche auf einer zylindrischen Sitzfläche der Welle sitzen, wobei die Welle samt Lagerinnenringen axial verspannt sind.
Die mindestens eine Verzahnung ist bevorzugt als Schrägverzahnung ausgeführt.
Vorteilhaft ergibt sich die Möglichkeit, auf einfache und standardmäßig verfügbare Lagerelemente zurückgreifen zu können, was die Realisierung der Lageranordnung kostengünstig macht. Weiterhin wird in vorteilhafter Weise ein nur geringer axialer Bauraum benötigt. Axialkräfte können in beide Achsrichtungen übertragen werden, wobei dem Umstand Rechnung getragen werden kann, dass beim Einsatz von Schrägverzahnungen eine bevorzugte axiale Kraftübertragungsrichtung vorliegt, so dass die Möglichkeit der Übertragung von Axialkräften in der Gegenrichtung nicht überdimensioniert werden muss.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine Lageranordnung im Radialschnitt, mit der zwei Verzahnungen relativ zu einer Welle gelagert werden.
In der Figur ist eine Lageranordnung 1 dargestellt, mit der zwei Verzahnungen 2 und 3, die drehfest miteinander verbunden sind, relativ zu einer Welle 4 gelagert werden, so dass sowohl axiale als auch radiale Kräfte übertragen werden können. Hierfür kommt eine zweireihige Zylinderrollenlagerung zum Einsatz, d. h. zwei Wälzlagerungen 5 und 6, die jeweils als Zylinderrollenlager ausgebildet sind.
Die beiden Wälzlagerungen 5 und 6 weisen jeweils einen Lagerinnenring 7 und 8 auf, die im dargestellten Radialschnitt L-förmig ausgebildet sind. Demgemäß haben die beiden baugleichen Lagerinnenringe 7 und 8 zylindrische Laufbahnen 9 und 10 für den Anlauf von Wälzkörpern 11 und 12. Während im einen axialen Endbereich – nämlich an der linken Stirnseite der beiden Lagerinnenringe 7, 8 – ein freier Auslauf 13 bzw. 14 vorliegt, ist im anderen axialen Endbereich – nämlich im rechten axialen Endbereich der beiden Lagerringe 7, 8 – ein Bord 15 bzw. 16 vorhanden.
Die Borde 15 und 15 sind zum axialen Anlauf der Wälzkörper 11 bzw. 12 ausgebildet. Allerdings ist als besonderes Merkmal vorgesehen, dass der Bord 15 des Lagerinnenrings 7 an den freien Auslauf 14 des Lagerinnenrings 8 unmittelbar angrenzt. Dies hat zur Folge, dass der Bord 15 nicht nur als axialer Anlauf für die Wälzkörper 11 fungiert, wenn vom Wälzkörper 11 Axialkräfte in die rechte Richtung auf den Lagerinnenring 7 zu übertragen sind, sondern dass der Bord 15 auch dazu dient, Axialkräfte vom Wälzkörper 12 zur linken Seite zu übertragen. Hierzu läuft der Wälzkörper 12 an der rechten Stirnseite des Lagerinnenrings 7 an.
Der Lageraußenring 17 ist für beide Wälzlagerungen 5 und 6 als einteiliges Bauteil ausgebildet und weist die beiden Laufbahnen 18 und 19 für die Wälzkörper 11 und 12 auf. Die beidseitige axiale Kraftübertragung wird durch Borde 20, 21, 22 und 23 möglich, die die Laufbahnen 18 und 19 begrenzen.
Die beiden Verzahnungen 2 und 3 sitzen auf einer außenzylindrischen Sitzfläche 24 des Lageraußenrings 17.
Indes sitzen die beiden Lagerinnenringe 7 und 8 mit jeweiligen innenzylindrischen Sitzflächen 25 und 26 auf einer zylindrischen Sitzfläche 27 der Welle 4. Die Anordnung bestehend aus Welle 4 und den beiden Lagerinnenringen 7 und 8 wird axial verspannt, wofür eine Scheibe 28 vorgesehen ist, die mittels einer Schraube 29 axial an die rechte Stirnseite des Lagerinnenrings 8 gedrückt wird.
Demgemäß wird für die Zahnradlagerung eine Lageranordnung bereitgestellt, bei der der linke Innenring aufgrund der beschriebenen geometrischen Ausgestaltung den Führungsbord für das rechte Lager aufweist. Ein Einsatz von NUP-Zylinderrollenlagern mit kostenintensivem Anlaufring wird demgemäß vermieden. Gleichzeitig wird der benötigte axiale Bauraum minimal gehalten.
Die beiden Verzahnungen 2 und 3 sind hier als außenverzahnte Schrägverzahnungen ausgeführt, wie es im Einsatz in einem Kraftfahrzeuggetriebe typisch ist.
Das Zahnrad schiebt infolge der Schrägverzahnung vorliegend hauptsächlich nach rechts. Hier sind durch die beiden Borde 15 und 16 hinreichend stabile Führungsborde für die Axialkraftaufnahme gegeben, die über die Wälzkörper 11 und 12 übertragen werden. Für die axiale Gegenrichtung, in der sehr viel geringere Axialkräfte auftreten, besteht durch den Anlauf des Wälzkörpers 12 an der rechten Stirnseite des Bords 15 eine immer noch hinreichende axiale Abstützung, um die Kräfte aufnehmen zu können.
Bezugszeichenliste

1: Lageranordnung
2: Verzahnung
3: Verzahnung
4: Welle
5: Wälzlagerung
6: Wälzlagerung
7: Lagerinnenring
8: Lagerinnenring
9: Laufbahn
10: Laufbahn
11: Wälzkörper
12: Wälzkörper
13: freier Auslauf
14: freier Auslauf
15: Bord
16: Bord
17: Lageraußenring
18: Laufbahn
19: Laufbahn
20: Bord
21: Bord
22: Bord
23: Bord
24: außenzylindrische Sitzfläche
25: innenzylindrische Sitzfläche
26: innenzylindrische Sitzfläche
27: zylindrische Sitzfläche
28: Scheibe
29: Schraube

Claims

Lageranordnung (1) zur Lagerung mindestens einer Verzahnung (2, 3) relativ zu einer Welle (4), umfassend eine mindestens zweireihige Wälzlagerung (5, 6) zur Übertragung radialer und axialer Lasten, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerinnenringe (7, 8) und/oder die Lageraußenringe der mindestens zweireihigen Wälzlagerung (5, 6) als separate Bauteile ausgebildet sind, wobei jeder Lagerinnenring (7, 8) und/oder jeder Lageraußenring eine Laufbahn (9, 10) für den Anlauf von Wälzkörpern (11, 12) aufweist, wobei die Laufbahn (9, 10) zum einen axialen Ende des Lagerinnenrings (7, 8) und/oder des Lageraußenrings einen freien Auslauf (13, 14) aufweist, wobei die Laufbahn (9, 10) zum anderen axialen Ende des Lagerinnenrings (7, 8) und/oder des Lageraußenrings einen Bord (15, 16) zum axialen Anlauf des Wälzkörpers (11, 12) aufweist, wobei der Bord (15) eines der beiden Lagerinnenringe (7) und/oder Lageraußenringe an den freien Auslauf (14) des anderen der beiden Lagerinnenringe (8) und/oder Lageraußenringe unmittelbar angrenzt.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnen (9, 10) der beide Lagerinnenringe (7, 8) und/oder Lageraußenringe zylindrisch ausgebildet sind.
Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Lagerinnenringe (7, 8) und/oder Lageraußenringe im Radialschnitt eine L-förmige Ausformung aufweisen.
Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerinnenringe (7, 8) im Radialschnitt eine L-förmige Ausformung aufweisen und dass ein Lageraußenring (17) für alle Wälzlagerungen (5, 6) alle Laufbahnen (18, 19) für die Wälzkörper (11, 12) aufweist.
Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnen (18, 19) im Lageraußenring (17) in beiden axialen Richtungen durch Borde (20, 21, 22, 23) zum axialen Anlauf der Wälzkörper (11, 12) begrenzt sind.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (17) oder die Lageraußenringe eine außenzylindrische Sitzfläche (24) für mindestens eine Verzahnung (2, 3) aufweist oder aufweisen.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle Lagerinnenringe (7, 8) baugleich ausgebildet sind.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass alle Wälzkörper (11, 12) baugleich ausgebildet sind.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beide Lagerinnenringe (7, 8) mit einer innenzylindrischen Sitzfläche (25, 26) auf einer zylindrischen Sitzfläche (27) der Welle (4) sitzen und die Welle (4) samt Lagerinnenringen (7, 8) axial verspannt (28, 29) sind.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verzahnung (2, 3) als Schrägverzahnung ausgeführt ist.