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Die Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung einer Antriebswelle an einem Schwungrad einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige Lagerungsanordnungen von Antriebswellen an Schwungrädern von Verbrennungskraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Nutzfahrzeuge, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Bei der jeweiligen Lagerungsanordnung sind die jeweilige, insbesondere als Kurbelwelle ausgebildete und beispielsweise auch als Abtriebswelle bezeichnete Antriebswelle und das Schwungrad über wenigstens ein Wälzlager drehbar aneinander gelagert, insbesondere derart, dass die Antriebswelle in dem Schwungrad über das auch als Schwungradlager bezeichnete Wälzlager drehbar gelagert ist.
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Des Weiteren ist der
DE 10 2016 200 771 A1 ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug als bekannt zu entnehmen. Außerdem offenbart die
DE 83 32 343 U1 eine Dämpfungseinrichtung zum Aufnehmen beziehungsweise Ausgleichen von Drehstößen, insbesondere von Drehmomentschwankungen einer Brennkraftmaschine.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lagerungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Schmierung und/oder Kühlung des Wälzlagers realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Lagerungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildlungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Lagerungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass das auch als Schwungradlager bezeichnete Wälzlager besonders vorteilhaft geschmiert und/oder gekühlt werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Antriebswelle eine in axialer Richtung der Antriebswelle verlaufende Aufnahme aufweist, in welcher ein separat von der Antriebswelle ausgebildetes und vorzugsweise eigensteifes beziehungsweise formstabiles Leitungselement angeordnet ist. Das Leitungselement weist einen in axialer Richtung der Antriebswelle verlaufenden und von einem Öl durchströmbaren Kanal auf, über welchen das als Nadellager ausgebildete Wälzlager mit dem den Kanal durchströmenden Öl versorgbar ist. Hierdurch kann das Nadellager mittels des Öls geschmiert und/oder gekühlt werden. Unter dem Öl ist im Gegensatz zu einem Fett, welches bei Raumtemperatur, mithin bei 20 Grad Celsius, fest ist, ein fettes Öl zu verstehen, welches bei Raumtemperatur, mithin bei 20 Grad Celsius, flüssig ist. Die Erfindung ermöglicht eine verschleißarme Lagerung der Antriebswelle an und vorzugsweise im Schwungrad über das Nadellager, welches über den genannten Kanal besonders vorteilhaft mit dem Öl versorgt und dadurch geschmiert und/oder gekühlt werden kann. Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Grundsätzlich ist es denkbar, die Antriebswelle an und vorzugsweise in dem Schwungrad mittels eines Rillenkugellagers zu lagern. Hierbei kann jedoch ein unerwünscht hoher Verschleiß zwischen dem Rillenkugellager, insbesondere einem Innenring des Rillenkugellagers, und der Antriebswelle auftreten. Der Verschleiß wird desto größer, je mehr Vibrationen in der auch als Verbrennungsmotor oder Motor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine erzeugt werden. Grundsätzlich ist es denkbar, das Rillenkugellager durch ein fettgeschmiertes Nadellager zu ersetzen. Hierzu wird ein Fett zum Schmieren des Nadellagers verwendet. Das Fett hat sich jedoch als limitierender Faktor erwiesen, da es übermäßig heiß werden kann, und es kann zu einer übermäßigen Mikrobewegung kommen. Bei der Erfindung wird nicht etwa Fett, sondern das Öl (fettes Öl) verwendet, um das Nadellager zu schmieren und/oder zu kühlen.
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Die Aufnahme ist vorzugsweise als eine Bohrung ausgebildet. Insbesondere ist die Aufnahme vorzugsweise eine zentrale Aufnahme, insbesondere eine zentrale Bohrung, welche innerhalb der Kurbelwelle und koaxial zur Kurbelwelle verläuft. Somit wird beispielsweise zum Herstellen der Aufnahme die Antriebswelle zentral aufgebohrt. In der Folge wird in die beispielsweise als zentrale Bohrung ausgebildete Aufnahme das als Ölrohr fungierende Leitungselement eingebracht beziehungsweise eingelegt. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand ein Getriebe auf, über welches das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden kann. Das Ölrohr wird beispielsweise auf Seiten des Getriebes, insbesondere gegen die Antriebswelle, abgedichtet und, insbesondere relativ zu der Antriebswelle, zentriert. Hierbei wird beispielsweise das Ölrohr an seinem ersten Ende und somit auf Seiten des Getriebes abgedichtet und zentriert. An seinem zweiten Ende wird das Ölrohr beispielsweise, insbesondere relativ zu der Antriebswelle, nur zentriert, jedoch vorzugsweise nicht gegen die Antriebswelle abgedichtet. Das Öl gelangt über beziehungsweise durch das Ölrohr zum Nadellager.
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Vorzugsweise ist zwischen dem Ölrohr, insbesondere einer außenumfangsseitigen Mantelfläche des Ölrohrs, und der Antriebswelle, insbesondere einer die Aufnahme direkt begrenzenden, innenumfangsseitigen Mantelfläche der Antriebswelle, ein Spalt angeordnet, welcher als zweiter Kanal für das Öl fungiert. Das Öl kann, nachdem es das Nadellager geschmiert hat, durch den Spalt zwischen dem Ölrohr und der Antriebswelle strömen und hierdurch beispielsweise zurück zu einem Ölsumpf, insbesondere des Getriebes, strömen. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in Strömungsrichtung des zu dem Nadellager hin und von dem Nadellager weg und daraufhin zu dem Ölsumpf strömenden Öls der erste Kanal stromauf des Nadellagers und der zweite Kanal stromab des Nadellagers und stromab des ersten Kanals angeordnet ist, wobei der Ölsumpf stromab der Kanäle und stromab des Nadellagers angeordnet ist.
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Gegenüber Fett kann das Öl besser an das Nadellager und somit an eine Lagerstelle, an welcher das Nadellager angeordnet ist, kommen, und das Öl weist gegenüber dem Fett eine bessere Temperaturbeständigkeit auf. Außerdem kann das Öl je nach Alterungszustand besonders leicht gewechselt beziehungsweise getauscht werden. Eine neue Fettfüllung oder gar ein Austausch des Nadellagers würde stets einen Ausbau des Getriebes bedingen. Außerdem ist die Verwendung des Nadellagers besonders vorteilhaft, da ein übermäßiger Verschleiß zwischen der einfach auch als Welle bezeichneten Antriebswelle und dem einfach auch als Lager bezeichneten Nadellager vermieden werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung einer Antriebswelle an einem Schwungrad einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.
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Die einzige Fig. zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine Lagerungsanordnung 10 einer beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten und auch als Abtriebswelle bezeichneten Antriebswelle 12 an einem beispielsweise als Zweimassenschwungrad ausgebildeten Schwungrad 14 einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Kraftwagen, insbesondere ein Nutzfahrzeug. Ferner kann das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen sein. Das Kraftfahrzeug ist mittels der Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Verbrennungsmotor oder Motor bezeichnet wird, über deren beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Antriebswelle 12 antreibbar. Mittels des Schwungrads 14 können Torsions- beziehungsweise Drehschwingungen der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere der Antriebswelle 12, gedämpft werden. Das Kraftfahrzeug weist außerdem ein Getriebe auf, über welche das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Dies bedeutet, dass die Verbrennungskraftmaschine über ihre Antriebswelle 12 ein Drehmoment bereitstellen kann, welches in das Getriebe eingeleitet werden kann.
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Bei der Lagerungsanordnung 10 sind die Antriebswelle 12 und das Schwungrad 14 über ein Wälzlager 16 drehbar aneinander gelagert, insbesondere derart, dass die Antriebswelle 12 in dem Schwungrad 14 über das Wälzlager 16 drehbar, insbesondere an dem Schwungrad 14, gelagert ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass zumindest ein Längenbereich L in dem Schwungrad 14 angeordnet ist, wobei der Längenbereich L über das Wälzlager 16 drehbar an dem Schwungrad 14 gelagert ist. Hierunter kann insbesondere verstanden werden, dass die Antriebswelle 12 beziehungsweise der Längenbereich L in radialer Richtung der Antriebswelle 12 über das Wälzlager 16 drehbar an dem Schwungrad 14 abgestützt und somit gelagert ist.
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Um nun das Wälzlager 16 besonders vorteilhaft schmieren und/oder kühlen zu können, weist die Antriebswelle 12 eine in axialer Richtung der Antriebswelle 12 verlaufende Aufnahme 18 auf, welche vorliegend eine Bohrung, insbesondere eine zentrale Bohrung, der Antriebswelle 12 ist. Die Aufnahme 18 ist somit beispielsweise durch Tieflochbohren der Antriebswelle 12 hergestellt. In der Aufnahme 18 ist ein vorzugsweise eigensteifes, separat von der Antriebswelle 12 ausgebildetes Leitungselement 20 angeordnet, welches auch als Rohr oder Ölrohr bezeichnet wird beziehungsweise fungiert. Das Ölrohr weist einen von einem Öl durchströmbaren ersten Kanal 22 auf, welcher zentral und in Längserstreckungsrichtung beziehungsweise in axialer Richtung der Antriebswelle 12 verläuft. Hierunter ist zu verstehen, dass der Kanal 22 beziehungsweise dessen Längserstreckungsrichtung mit der axialen Richtung der Antriebswelle 12 beziehungsweise mit deren Längserstreckungsrichtung zusammenfällt. Wie in der Fig. durch Pfeile veranschaulicht ist, kann das zuvor genannte Öl, beispielsweise über eine Querbohrung 23 der Antriebswelle 12, in den ersten Kanal 22 eingeleitet werden und den ersten Kanal 22 durchströmen. Über den Kanal 22 wird das den Kanal 22 durchströmende Öl dem Wälzlager 16 zugeführt, welches als ein Nadellager ausgebildet ist. Das Nadellager wird mittels des dem Nadellager zugeführten Öls geschmiert und/oder gekühlt. Somit ist das Nadellager mit dem den Kanal 22 durchströmenden Öl zum Schmieren und/oder Kühlen des Nadellagers versorgbar.
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Das Ölrohr ist derart in der Aufnahme 18 angeordnet, dass eine dem Kanal in radialer Richtung der Antriebswelle 12 abgewandte, außenumfangsseitige Mantelfläche 24 des Ölrohrs in radialer Richtung der Antriebswelle 12 von einer innenumfangsseitigen Mantelfläche 26 der Antriebswelle 12 beabstandet ist. Die Mantelfläche 26 ist dabei in radialer Richtung der Antriebswelle 12 der Mantelfläche 24 zugewandt und begrenzt die Aufnahme 18 direkt. Da die Mantelflächen 24 und 26 in radialer Richtung der Antriebswelle 12 voneinander beabstandet sind, ist in radialer Richtung der Antriebswelle 12 zwischen den Mantelflächen 24 und 26 ein als zweiter Kanal 28 fungierender Spalt angeordnet. Der Kanal 28 ist in radialer Richtung der Antriebswelle 12 nach außen hin direkt durch die Mantelfläche 26 und in radialer Richtung der Antriebswelle 12 nach innen hin direkt durch die Mantelfläche 24 begrenzt. Dabei ist der zweite Kanal 28 von dem Öl durchströmbar, welches den ersten Kanal 22 durchströmt. Mit anderen Worten ist zum Abführen des Öls von dem Nadellager der zweite Kanal 28 von dem von dem Nadellager abströmenden Öl durchströmbar.
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Des Weiteren verläuft in beziehungsweise innerhalb der Antriebswelle 12 ein von dem Öl aus dem zweiten Kanal 28 durchströmbarer, dritter Kanal 30, welcher beispielsweise als weitere Bohrung, insbesondere als weitere Querbohrung, ausgebildet ist. Es ist erkennbar, dass der dritte Kanal 30 eine Längserstreckungsrichtung aufweist, welche schräg oder senkrecht zur axialen Richtung der Antriebswelle 12 und somit schräg oder senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Aufnahme 18 und des Kanals 22 und des Kanals 28 verläuft. Beispielsweise verlaufen die Längserstreckungsrichtungen der Querbohrung 23 und des Kanals 30 parallel zueinander. Das Ölrohr, welches in die Aufnahme 18 eingebracht ist, sorgt für einen Zulauf des Öls zu dem Nadellager. Ein Rückfluss des Öls von dem Nadellager insbesondere zu einem Ölsumpf des Getriebes erfolgt über den Kanal 28 sowie über den vorzugsweise als Querbohrung ausgebildeten Kanal 30, welcher vorzugsweise in Strömungsrichtung des von dem Nadellager hin zu dem Ölsumpf strömenden Öls stromab des Kanals 28 angeordnet ist. Beispielsweise strömt das Öl auf seinem Weg in den Ölsumpf über einen Abfluss in einen Deckel.
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Dem Nadellager, welches auch als Schwungradlager bezeichnet wird, ist beispielsweise ein Verschlussdeckel 32 zugeordnet, welcher beispielsweise verschlossen beziehungsweise für das Öl dicht ausgebildet ist. Somit kann ein sicherer Rückfluss des Öls von dem Nadellager in den Sumpf gewährleistet werden. Außerdem ist an und/oder in dem Schwungradlager beispielsweise ein Radialwellendichtring vorgesehen, welcher für einen Einsatz mit dem Öl geeignet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass der Radialwellendichtring derart ausgestaltet ist, dass er einen direkten Kontakt mit dem Öl über eine lange Lebensdauer schadfrei aushalten kann.
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Durch die Verwendung des Öls anstelle von Fett kann eine vorteilhafte Schmierung und verschleiß- und reibungsarme Lagerung gewährleistet werden. Hintergrund ist insbesondere, dass eine Fettalterung im Schwungradlager vor allem von Temperaturen in dem Lager getrieben wird. Diese Temperaturen liegen auf dem Niveau eines Motoröls, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine geschmiert wird. Daraus resultiert üblicherweise eine Gebrauchsdauer des Fetts für das Nadellager von circa 800 Stunden. Ein weiterer großer Einflussfaktor ist der kleine Schwenkwinkel des Lagers über 99 Prozent der Gebrauchsdauer. Durch die Verwendung des Nadellagers kann dabei eine besonders verschleißarme Lagerung gewährleistet werden.
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Das Ölrohr (Leitungselement 20) ist an einem ersten, in der Fig. linken und dem Nadellager zugeordneten Ende E1 des Kanals 28 und/oder des Ölrohrs relativ zu der Antriebswelle 12 zentriert, jedoch beispielsweise nicht gegen die Antriebswelle 12 abgedichtet, sodass das Öl von dem Nadellager in den Kanal 28 strömen und durch den Kanal 28 hindurchströmen und dadurch zu dem Kanal 30 strömen kann. An einem dem Ende E1 in axialer Richtung der Antriebswelle 12 gegenüberliegenden, zweiten, in der Fig. rechten und dem Getriebe zugewandten beziehungsweise zugeordneten zweiten Ende E2 des Kanals 28 beziehungsweise des Ölrohrs ist das Ölrohr relativ zu der Antriebswelle 12 zentriert und gegen die Antriebswelle 12 abgedichtet, wodurch der Kanal 28 an dem Ende E2 verschlossen ist. Dadurch kann an dem Ende E2 eine unerwünschte Strömung des Öls zwischen der Antriebswelle 12 und dem Ölrohr hindurch vermieden werden. Das den Kanal 28 durchströmende Öl kann von dem Kanal 28 in den Kanal 30 strömen und in der Folge den Kanal 30 durchströmen und somit in den Ölsumpf strömen. Dadurch ist eine definierte Leitung beziehungsweise Führung des Öls gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lagerungsanordnung
- 12
- Antriebswelle
- 14
- Schwungrad
- 16
- Lager
- 18
- Aufnahme
- 20
- Leitungselement
- 22
- erster Kanal
- 23
- Querbohrung
- 24
- außenumfangsseitige Mantelfläche
- 26
- innenumfangsseitige Mantelfläche
- 28
- zweiter Kanal
- 30
- dritter Kanal
- 32
- Verschlussdeckel
- E1
- erstes Ende
- E2
- zweites Ende
- L
- Längenbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016200771 A1 [0003]
- DE 8332343 U1 [0003]
