DE102020200827A1 - Lageranordnung in einem Getriebe - Google Patents

Lageranordnung in einem Getriebe Download PDF

Info

Publication number
DE102020200827A1
DE102020200827A1 DE102020200827.2A DE102020200827A DE102020200827A1 DE 102020200827 A1 DE102020200827 A1 DE 102020200827A1 DE 102020200827 A DE102020200827 A DE 102020200827A DE 102020200827 A1 DE102020200827 A1 DE 102020200827A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bearing
component
axial
tapered roller
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020200827.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Hagen Doepfert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102020200827.2A priority Critical patent/DE102020200827A1/de
Priority to PCT/EP2021/050889 priority patent/WO2021148337A1/de
Publication of DE102020200827A1 publication Critical patent/DE102020200827A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/541Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/545Systems comprising at least one rolling bearing for radial load in combination with at least one rolling bearing for axial load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/546Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • F16C19/364Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/44Needle bearings
    • F16C19/46Needle bearings with one row or needles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/61Toothed gear systems, e.g. support of pinion shafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung in einem Getriebe und umfasst ein Festlager (100) und ein Loslager (200), über die eine Welle (300) des Getriebes an oder in einem Bauteil (400) des Getriebes gelagert ist. Ein Axialnadellager (110) und ein Kegelrollenlager (120) bilden zusammen das Festlager (100), wohingegen ein einzelnes Wälz- oder Gleitlager (230) das Loslager (200) bildet. Dabei werden auf das Festlager (100) wirkende Radiallasten und auf das Festlager (100) in eine erste Kraftrichtung (FZ) wirkende Axiallasten über das Kegelrollenlager (120) abgestützt, wohingegen auf das Festlager (100) in eine zweite Kraftrichtung (FS) wirkende Axiallasten über das Axialnadellager (110) abgestützt werden. Vorgeschlagen wird, dass die in die erste Kraftrichtung (FZ) auf einen Lagerinnenring (123) des Kegelrollenlagers (120) wirkenden Axiallasten über einen Lageraußenring (122) des Kegelrollenlagers (120) an einem vorzugsweise als ein in eine Nut (423) des Bauteils (400) eingesetzter Sicherungsring (424) ausgebildeten ersten Sicherungselement des Bauteils (400) abgestützt werden, wohingegen die in die zweite Kraftrichtung (FS) auf den Lagerinnenring (123) des Kegelrollenlagers (120) wirkenden Axiallasten über das Axialnadellager (110) an einem vorzugsweise als Anlageschulter (410) ausgebildeten zweiten Sicherungselement des Bauteils (400) abgestützt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung in einem Getriebe, insbesondere in einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Anordnungen zum Lagern einer Welle in oder an einem Gehäuse oder einem anderen Bauteil eines Getriebes sind aus der Praxis vielfältig bekannt. 1 zeigt in selbsterklärender Weise eine gängige Anordnung mit einem Kugellager als Festlager 1 und einem Rollen- oder Nadellager als Loslager 2 zum Lagern einer Welle 3 in einem Bauteil 4 eines Getriebes. Bekanntlich benötigt das Kugellager einen vergleichsweise großen Bauraum, wenn für die Lageranordnung eine hohe Tragfähigkeit gefordert ist. Kegelrollenlager zeichnen sich gegenüber Kugellagern vergleichbarer Abmessungen durch eine höhere Tragfähigkeit aus. Ein selbsterklärendes Beispiel für eine ebenfalls gängige Lageranordnung mit zwei Kegelrollenlagern ist in 2 dargestellt, wobei eine derartige Konstruktion hinsichtlich Temperaturdehnung problematisch ist, wenn Welle 3 und Bauteil 4 aus unterschiedlichem Werkstoff hergestellt sind.
  • Aus der DE 103 39 425 A1 ist eine gattungsgemäße Anordnung zum Lagern einer von einem schrägverzahnten Antriebszahnrad angetriebenen Welle in einem Gehäuse eines Achsgetriebes bekannt, bei dem ein Kegelrollenlager und ein Axialnadellager zusammen ein Festlager bilden, welches die aus den Zahneingriffspunkten im Zug- und Schubbetrieb entstehenden Radial- und Axiallasten am Gehäuse abgestützt. Hierzu ist das Kegelrollenlager so angeordnet, dass es die Radiallasten im Zug- und im Schubbetrieb und zusätzlich die im Zugbetrieb auftretenden Axiallasten aufnehmen kann. Das Axialnadellager hingegen nimmt die Axiallasten der Lagervorspannung des Kegelrollenlagers sowie dessen induzierte Axiallasten und die Axiallasten aus dem Schubbetrieb auf. Demnach wird davon ausgegangen, dass im Zugbetrieb höhere Lasten auf die Lageranordnung wirken als im Schubbetrieb.
  • Dabei ist axial zwischen dem Kegelrollenlager und dem Axialnadellager eine Gehäusewand angeordnet, sodass die im Zugbetrieb über eine Anlageschulter der Welle in den Lagerinnenring des Kegelrollenlagers eingeleiteten Axiallasten über den Lageraußenring des Kegelrollenlagers an derjenigen Seite der Gehäusewand abgestützt werden, die dem Axialnadellager abgewandt ist, wohingegen die im Schubbetrieb über das auf die Welle befestigte Antriebszahnrad in die Welle eingeleiteten Axiallasten über das Axialnadellager an der derjenigen Seite der Gehäusewand abgestützt werden, die dem Axiallager zugewandt ist.
  • 3 zeigt diese gattungsgemäße Lageranordnung. Die Welle ist hier als Ritzelwelle 30.1 ausgebildet, deren Ritzel 33.1 ein über ein schrägverzahntes Antriebszahnrads 31.1 in die Ritzelwelle 30.1 eingeleitetes Antriebsdrehmoment auf ein hier nicht näher dargestelltes kronenverzahntes Tellerrad überträgt. Axial zwischen Antriebszahnrad 31.1 und Ritzel 33.1 befindet sich eine Gehäusewand 55.1, die zur Abstützung von einem Kegelrollenlager 54.1 und einem Axialnadellager 62.1 ausgebildet ist.
  • Bei dem axial zwischen Ritzel 33.1 und Gehäusewand 55.1 angeordneten Kegelrollenlager 54.1. schließen die Mittenachsen 56.1 der Kegelrollen 57.1 mit der Lagerachse 29.1 einen sich in Richtung Antriebszahnrad 33.1 öffnenden spitzen Einbauwinkel 58.1 ein. Der Innenlaufring 59.1 des Kegelrollenlagers 54.1 stützt sich in der von der Gehäusewand 55.1 auf das Ritzel 33.1 weisenden Richtung der Lagerachse 29.1 über eine Anlageschulter des Ritzels 33.1 an der Ritzelwelle 30.1 starr ab. Der Außenlaufring 60.1 des Kegelrollenlagers 54.1 hingegen stützt sich in der vom Ritzel 33.1 auf die Gehäusewand 55.1 weisenden Richtung der Lagerachse 29.1 an der Gehäusewand 55.1 starr ab.
  • Bei dem axial zwischen Gehäusewand 55.1 und Antriebszahnrad 31.1 angeordneten Axialnadellager 62.1 stützen sich dessen Wälznadeln 63.1 in der auf das Ritzel 33.1 weisenden Richtung der Lagerachse 29.1 über einen Laufring des Axialnadellager 62.1 an der Gehäusewand 55.1 ab, in entgegengesetzter Richtung hingegen an der Ritzelwelle 30.1 über das mit letzterer bewegungsfest verbundene Antriebszahnrad 31.1.
  • Aufgrund dieser Lagergestaltung bilden Kegelrollenlager 54.1 und Axialnadellager 62.1 insgesamt ein Festlager, weil die Ritzelwelle 30.1 in der vom Ritzel 33.1 auf das Antriebszahnrad 31.1 weisenden Richtung der Lagerachse 29.1 über das Ritzel 33.1 und den Außenlaufring 59.1 - in entgegengesetzter Richtung hingegen über das Antriebszahnrad 31.1 und das Axialnadellager 62.1 - jeweils gegenüber der Gehäusewand 55.1 bewegungsfest abgestützt ist.
  • In nachteiliger Weise jedoch ist die in 3 gezeigte Lageranordnung nicht mehr zerstörungsfrei demontierbar, da sie axial zwischen Antriebszahnrad 31.1 und Ritzel 33.1 angeordnet ist und das Antriebszahnrad 31.1 nach dem Einbau von Kegelrollenlager 54.1 und Axialnadellager 62.1 beidseits der Gehäusewand 55.1 auf die Ritzelwelle 30.1 mittels Laserschweißnaht 81.1 aufgeschweißt ist.
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine alternative Lageranordnung zu schaffen, welche sich durch hohe Tragfähigkeit und gleichzeitig kleine geometrische Abmessungen sowie geringes Axialspiel und Unempfindlichkeit gegenüber Wärmedehnung auszeichnet. Zudem soll die Lageranordnung zerstörungsfrei demontierbar sein. Diese Aufgabe wird durch eine Lageranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und er nachfolgenden Beschreibung hervor.
  • Demnach geht die Erfindung aus von einen Lageranordnung in einem Getriebe, umfassend ein Festlager und ein Loslager, über die eine Welle des Getriebes an oder in einem Bauteil des Getriebes gelagert ist, wobei ein Kegelrollenlager und ein Axialnadellager zusammen das Festlager bilden, wohingegen das Loslager durch ein einzelnes Wälz- oder Gleitlager oder ein anderes Lager, welches zur Übertragung von Axialkräften ausgebildet ist und dabei mindestens einen Schiebesitz aufweist, gebildet wird. Dabei werden auf das Festlager wirkende Radiallasten und auf das Festlager in eine erste Kraftrichtung wirkende Axiallasten über das Kegelrollenlager abgestützt, wohingegen auf das Festlager in eine zweite Kraftrichtung wirkende Axiallasten über das Axialnadellager abgestützt werden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die in die erste Kraftrichtung auf einen Lagerinnenring des Kegelrollenlagers wirkenden Axiallasten über einen Lageraußenring des Kegelrollenlagers an einem ersten Sicherungselement des Bauteils abgestützt werden, wohingegen die in die zweite Kraftrichtung auf den Lagerinnenring des Kegelrollenlagers wirkenden Axiallasten über das Axialnadellager an einem zweiten Sicherungselement des Bauteils abgestützt werden.
  • Vorzugsweise sind dabei der Lagerinnenring des Kegelrollenlagers und das Axialnadellager axial unmittelbar benachbart zueinander angeordnet.
  • Vorzugsweise ist das erste Sicherungselement als ein in eine Nut des Bauteils eingesetzter Sicherungsring ausgebildet, das zweite Sicherungselement hingegen als eine erste Anlageschulter des Bauteils. Alternativ hierzu kann das erste Sicherungselement beispielsweise als eine in das Bauteil eingeschraubte Schraube oder als eine auf das Bauteil aufgeschraubte Mutter oder auch als ein am Bauteil befestigtes Halteblech ausgebildet sein. Alternativ kann das zweite Sicherungselement beispielsweise auch als ein in eine Innennut des Bauteils eingesetzter Sicherungsring oder als eine in das Bauteil eingeschraubte Schraube oder auch als ein in dem Bauteil befestigten Halteblech ausgebildet sein.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die in die erste Kraftrichtung auf das Festlager wirkenden Axiallasten über einen in eine Nut der Welle eingesetzten Sicherungsring in den Lagerinnenring des Kegelrollenlagers eingeleitet. Montagetechnisch günstig ist, wenn dabei die in die zweite Kraftrichtung auf das Festlager wirkenden Axiallasten über eine Anlageschulter der Welle in den Lagerinnenring des Kegelrollenlagers eingeleitet.
  • In einer Weiterbildung hierzu weist das Axialnadellager eine zur Aufnahme von Nadeln des Axialnadellagers vorgesehene Winkelscheibe auf, welche den in die Nut der Welle eingesetzten Sicherungsring in axialer Richtung gesehen radial überdeckt und hierdurch diesen Sicherungsring gegen ein radiales Austreten aus der Nut der Welle sichert. Diese Sicherungsfunktion kann zum einen durch die räumliche Lage des Axialnadellagers relativ zur räumlichen Lage des zu sichernden Sicherungsrings realisiert werden, zum anderen auch durch eine besondere Geometrie dieser Winkelscheibe.
  • In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Lageranordnung derart auszugestalten, dass deren Axiallagerspiel einstellbar ist. Hierzu kann an dem Bauteil im Bereich des Lagersitzes des Lageraußenrings des Kegelrollenlagers eine zweite Anlageschulter vorgesehen sein, an der sich der Lageraußenring des Kegelrollenlagers auf seiner dem in die Nut des Bauteils eingesetzten Sicherungsring gegenüberliegenden Seite abstützen kann. Eine Axialspieleinstellung kann in diesem Fall in bekannter Weise beispielsweise mittels zumindest einer Einstellscheibe erfolgen, deren Dicke sich aus dem geforderten Axiallagerspiel und den tatsächlichen Bauteiltoleranzen ergibt und die vorzugsweise axial zwischen dem zweiten Anschlag des Bauteils und dem Lageraußenring des Kegelrollenlagers eingelegt wird. Wenn ein Axialspiel unerwünscht ist, kann das Eliminieren des Axialspiels alternativ auch über den Sicherungsring selber erfolgen, indem ein spezieller Sicherungsring verwendet wird, der an einer Seite eine konische Flanke aufweist, wobei die korrespondierende Nut dann auf ihrer dem Lageraußenring des Kegelrollenlagers abgewandten Seite ebenfalls eine zur konischen Flanke des Sicherungsrings passende konische Flanke aufweisen muss. Vorzugsweise ist dabei der Lageraußenring mittels Presssitz im Lagersitz fixiert, unter Andrücken des Lageraußenrings gegen die zweite Anlageschulter des Bauteils.
  • Die erfindungsgemäße Konzeption der Lageranordnung ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise eine zerstörungsfreie Demontage. Sodann ist die erfindungsgemäße Lageranordnung in vorteilhafter Weise geeignet für den Einbau im einem Getriebegehäuse ohne Gehäusezwischenwand.
  • Vorzugsweise resultieren die in die erste Kraftrichtung wirkendenden Axiallasten aus einem Zugbetrieb einer auf die Welle wirkenden Schrägverzahnung und die in die zweite Kraftrichtung wirkendenden Axiallasten entsprechend aus einem Schubbetrieb dieser Schrägverzahnung. Typischerweise sind die in die erste Kraftrichtung wirkendenden Axiallasten vom Betrag her größer als die in die zweite Kraftrichtung wirkendenden Axiallasten.
  • Je nach Anwendungsfall kann das Bauteil, an dem die Welle mittels der erfindungsgemäßen Lageranordnung gelagert ist, ein drehbares oder ein gehäusefestes Bauelement des Getriebes sein. Ist das Bauteil als gehäusefestes Bauelement ausgeführt, kann es wahlweise mit dem Gehäuse des Getriebes verbunden oder selber als Getriebegehäuse ausgebildet sein.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung gemäß der Erfindung, und
    • 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung gemäß der Erfindung.
  • Bei dem in 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä-ßen Lageranordnung ist eine Welle 300 über ein Festlager 100 und über ein Loslager 200 in einem feststehenden oder rotierbaren Bauteil 400 eines hier nicht näher dargestellten Getriebes rotierbar gelagert. Die Längsachse 301 der Welle 300 bildet gleichzeitig die Lagerachse von Festlager 100 und Loslager 200. Antreibbar ist die Welle 300 über eine Schrägverzahnung 302, die hier beispielhaft integraler Bestandteil der Welle 300 ist. Infolge dieser Schrägverzahnung 302 ist die Lagerung der Welle 300 im Bauteil 400 zusätzlich zu den Radiallasten auch Axiallasten unterworfen, die aufgrund der Verzahnungsgeometrie Schrägverzahnung 302 im Zugbetrieb größer sind als im Schubbetrieb. Vorliegend ist die im Zugbetrieb auf die Welle 300 wirkende Axialkraft Kraftrichtung mit FZ bezeichnet, die im Schubbetrieb auf die Welle 300 wirkende Axialkraft Kraftrichtung hingegen mit FS.
  • Ein einfaches Wälzlager 230 bildet das Loslager 200, hier beispielhaft in Bauart eines lagerinnenringlosen Rollenlagers, dessen Lageraußenring 232 an einem Lagersitz 432 des Bauteils 400 in das Bauteil 400 eingesetzt ist. Dieser Lageraußenring 232 ist dabei mittels eines Sicherungsrings 433, der in eine zweite Innennut 433 des Bauteils 400 eingesetzt ist, gegen ein axiales Auswandern aus dem Lagersitz 432 gesichert. Infolge des hier nicht vorhandenen Lagerinnenrings des Rollenlagers wälzen sich die Rollen 231 des Letzteren direkt auf einer hierzu ausgebildeten Lauffläche 332 der Welle 1 ab.
  • Das Festlager 100 wird durch eine Kombination von Axialnadellager 110 und Kegelrollenlager 120 gebildet und ist räumlich gesehen axial zwischen dem Loslager 200 und der Schrägverzahnung 302 der Welle 300 angeordnet. Dabei sind Axialnadellager 110 und Kegelrollenlager 120 unmittelbar benachbart zueinander angeordnet, wobei das Axialnadellager 110 dem Loslager 200 zugewandt ist, wohingegen das Kegelrollenlager 120 der Schrägverzahnung 302 zugewandt ist. Das Kegelrollenlager umfasst einen Lageraußenring 122, einen Lagerinnenring 123 und mehrere Kegelrollen 121, die sich jeweils am Lageraußenring 122 und am Lagerinnenring 123 abwälzen. Bei dem axial zwischen Schrägverzahnung 302 und Axiallager 110 angeordneten Kegelrollenlager 120 schließen die Mittenachsen der Kegelrollen 121 des Kegelrollenlagers 120 mit der Lagerachse 301 einen sich in Richtung des Axiallagers 110 öffnenden spitzen Einbauwinkel 114 ein. Neben den Nadeln 111 und einem Käfig für diese Nadeln 111 umfasst das Axialnadellager 110 eine Winkelscheibe 112, welche auf ihrer den Nadeln 111 abgewandten Seite an dem Lagerinnenring 123 des Kegelrollenlagers 120 anliegt.
  • Sollte der Innenring 112 des Kegelrollenlagers 120 an seiner rechten Stirnseite eine geeignete Lagerlaufbahn aufweisen, kann die Winkelscheibe 112 auch entfallen. In diesem Fall entfällt die Sicherungswirkung der Winkelscheibe 112 für den Sicherungsring 324, sodass im Falle einer geforderten hohen Sicherheit gegen ein radiales Austreten des Sicherungsrings 324 entsprechende Ersatzmaßnahmen erforderliche sind, beispielsweise indem der Sicherungsrings 324 durch eine Wellenmutter ersetzt wird.
  • Der Lagerinnenring 123 des Kegelrollenlagers 120 ist auf einen Lagersitz 322 der Welle 300 aufgesetzt und stützt sich dabei an seiner der Schrägverzahnung 302 zugewandten Seite axial an eine Anlageschulter 320 der Welle 300 ab. Über diese Anlageschulter 320 erfolgt die Einleitung der Axiallasten in den Lagerinnenring 123 im Schubbetrieb FS. Auf der der Schrägverzahnung 302 abgewandten Seite des Lagerinnenrings 123 ist ein Sicherungsring 324 angeordnet, der in eine Außennut 323 der Welle 300 eingesetzt ist und den Lagerinnenring 123 gegen ein axiales Auswandern aus dem Lagersitz 322 sichert. Über diesen Sicherungsring 324 erfolgt auch die Einleitung der Axiallasten in den Lagerinnenring 123 im Zugbetrieb FZ. Als besonderes Konstruktionsdetail ist vorgesehen, dass Geometrie und räumlicher Lage der Winkelscheibe 112 des Axialnadellagers 110 angepasst sind, um den Sicherungsring 324 im Betrieb gegen ein radiales Austreten aus der Außennut 323 zu sichern.
  • Der Lageraußenring 122 des Kegelrollenlagers 120 ist in einen Lagersitz 422 des Bauteils 400 eingesetzt. Auf derjenigen Seite dieses Lageraußenring 122, die dem Axialnadellager 120 abgewandt und damit der Schrägverzahnung 302 der Welle 300 zugewandt ist, ist an dem Bauteil 400 eine Innennut 423 angeordnet, in die ein Sicherungsring 424 eingesetzt ist. Über diesen Sicherungsring 424 stützt sich der Lageraußenring 122 und damit das Festlager 100 an dem Bauteil 400 in axialer Richtung ab, wenn im Zugbetrieb FZ eine Axiallast von der Well 300 in den Lagerinnenring 123 des Kegelrollenlagers 120 eingeleitet wird. Axial in Richtung des Axialnadellagers 110 gesehen ist für den Lageraußenring 122 des Kegelrollenlagers 120 kein Anschlag im Bauteil 400 vorgesehen.
  • Alternativ zu der in 4 dargestellten Axialsicherung des Kegelrollenlager 120 mittels Sicherungsring 424 kann beispielsweise auch eine Schraube vorgesehen sein, welche dann auf derjenigen Seite des Lageraußenrings 122, die dem Axialnadellager 120 abgewandt und damit der Schrägverzahnung 302 der Welle 300 zugewandt ist, in das Bauteil 400 eingeschraubt ist. Alternativ kann als Axialsicherung des Kegelrollenlager 120 beispielsweise auch eine Mutter vorgesehen sein, die dann auf einem wellenförmigen Absatz des Bauteils 400 aufgeschraubt ist, welcher auf der dem Axialnadellager 120 abgewandten bzw. der Schrägverzahnung 302 zugewandten Seite des Lageraußenrings 122 angeordnet ist. Alternativ kann als Axialsicherung des Kegelrollenlager 120 beispielsweise auch ein an dem Bauteil 400 befestigtes Halteblech vorgesehen sein.
  • Die in 4 dargestellte Lageranordnung funktioniert so, dass das Kegelrollenlager 120 alle im Zugbetrieb und Schubbetrieb auf das Festlager 100 wirkenden Radiallasten abgestützt, dass das Kegelrollenlager 120 nur die im Zugbetrieb in Kraftrichtung FZ auf das Festlager 100 wirkenden Axiallasten abstützt, und dass das Axialnadellager 110 nur die im Schubbetrieb in Kraftrichtung FS auf das Festlager 100 wirkende Axiallasten sowie die induzierten Axiallasten aus dem Kegelrollenlager 120 abgestützt. Auf das als Rollenlager 230 ausgebildete Loslager 200 wirken lediglich Radiallasten.
  • Dabei zeichnet sich die in 4 dargestellte Lageranordnung dadurch aus, dass sie auch bei geforderter hoher Tragfähigkeit nur einen vergleichsweise geringen Bauraumbedarf benötigt, und dass sie uneingeschränkt zerstörungsfrei demontierbar ist.
  • Gegenüber dem in 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lageranordnung ist das in 5 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lageranordnung mit einer Vorrichtung zum Einstellen des Axiallagerspiels des aus Axialnadellager 110 und Kegelrollenlager 120 gebildeten Festlagers 100 versehen.
  • Hierzu ist auf derjenigen Seite des Lageraußenring 122 des Kegelrollenlagers 120, die dem Sicherungsring 424 abgewandt und damit dem Axialnadellager 110 zugewandt ist, an dem Bauteil 400 eine zweite Anlageschulter 420 vorgesehen, gegen die sich der Lageraußenring 122 des Kegelrollenlagers 120 axial in Richtung Axialnadellager 110 abstützen kann. Auf diese Weise kann der Lageraußenring 122 gezielt zwischen Anlageschulter 420 und Sicherungsring 424 unter Beachtung des konstruktiv gewünschten Axiallagerspiels eingespannt werden. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Eliminierung des Axiallagerspiels gewünscht. Dies wird erreicht, indem die Innennut 423 an ihrer dem Lageraußenring 122 abgewandten Seite eine konische Flanke aufweist und korrespondierend hierzu auch der in diese Innennut 423 eingesetzte Sicherungsring 424 an seiner dem Lageraußenring 122 abgewandten Seite eine konische Flanke aufweist. Der Lageraußenring 122 ist dabei vorzugsweise mittels Presssitz im Lagersitz 422 unter Andrücken gegen die Anlageschulter 420 fixiert, sodass das im Zuge der Montage erfolgende Anschlagen des Lageraußenrings 122 an der Anlageschulter 420 eine Beschädigung des Axiallagers 110 bei der Montage zuverlässig verhindert.
  • Die übrigen konstruktiven Details des zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lageranordnung sind dem anhand 4 detailliert beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel entnommen und bedürfen daher an dieser Stelle keiner Wiederholung.
  • Im Übrigen kann auch die in 4 dargestellten Lageranordnung unter bestimmten geometrischen Bedingungen axialspielfrei sein, wenn der am Lageraußenring 122 des Kegelrollenlagers 120 vorgesehene Sicherungsring 424 als ein Sicherungsring mit konischer Flanke ausgebildet ist, welche mit einer ebenfalls konischen Flanke der Innennut 423 zusammenwirkt, und wenn dabei der Lageraußenring 122 axial verschieblich ist, wobei der Lageraußenring 122 dann mit einem gewissen geringe Radialspiel in den Lagersitz 422 eingesetzt ist, sodass die konische Form des Sicherungsring 424 den Lageraußenring 122 in axialspiel-mindernder Weise nach rechts drückt. Wenn die Toleranzen der beteiligen Bauteile kleiner sind als die Axialbewegung, die der jetzt konische Sicherungsring 424 zur Verfügung stellt, wird das Axialspiel am Lageraußenring 122 eliminiert.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Festlager
    110
    Axiallager des Festlagers
    111
    Nadeln des Axilalagers
    112
    Winkelscheibe des Axilalagers
    120
    Kegelrollenlager des Festlagers
    121
    Kegelrollen des Kegelrollenlagers
    122
    Lageraußenring des Kegelrollenlagers
    123
    Lagerinnenring des Kegelrollenlagers
    124
    Einbauwinkel
    200
    Loslager
    230
    Wälzlager; Gleitlager
    231
    Rollen des Wälzlagers
    232
    Lageraußenring des Wälzlagers
    300
    Welle
    301
    Längsachs der Welle; Lagerachse
    302
    Schrägverzahnung
    320
    Anlageschulter der Welle
    322
    Lagersitz des Kegelrollenlagers
    323
    Nut der Welle; Außennut
    324
    Sicherungsring; Sicherung des Lagerinnenrings des Kegelrollenlagers
    332
    Lauffläche der Welle
    400
    Bauteil
    410
    erste Anlageschulter des Bauteils
    420
    zweite Anlageschulter des Bauteils
    422
    Lagersitz des Kegelrollenlagers
    423
    erste Nut des Bauteils; erste Innennut
    424
    erster Sicherungsring; Sicherung des Lageraußenrings des Kegelrollenlagers
    432
    Lagersitz des Wälzlagers
    433
    zweite Nut des Bauteils; zweite Innennut
    434
    zweiter Sicherungsring; Sicherung des Lageraußenrings des Wälzlagers
    FZ
    Axialkraft in erste Kraftrichtung; Axialkraft im Zugbetrieb
    FS
    Axialkraft in zweite Kraftrichtung; Axialkraft in Schubbetrieb
  • 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 10339425 A1 [0003]

Claims (12)

  1. Lageranordnung in einem Getriebe, umfassend ein Festlager (100) und ein Loslager (200), über die eine Welle (300) des Getriebes an oder in einem Bauteil (400) des Getriebes gelagert ist, wobei ein Axialnadellager (110) und ein Kegelrollenlager (120) zusammen das Festlager (100) bilden, wohingegen ein einzelnes Wälz- oder Gleitlager (210) das Loslager (200) bildet, wobei auf das Festlager (100) wirkende Radiallasten und auf das Festlager (100) in eine erste Kraftrichtung (FZ) wirkende Axiallasten über das Kegelrollenlager (120) abgestützt werden, wohingegen auf das Festlager (100) in eine zweite Kraftrichtung (FS) wirkende Axiallasten über das Axialnadellager (110) abgestützt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die in die erste Kraftrichtung (FZ) auf einen Lagerinnenring (123) des Kegelrollenlagers (120) wirkenden Axiallasten über ein erstes Sicherungselement des Bauteils (400) abgestützt werden, wohingegen die in die zweite Kraftrichtung (FS) auf den Lagerinnenring (123) des Kegelrollenlagers (120) wirkenden Axiallasten über das Axialnadellager (110) an einen zweiten Sicherungselement (400) abgestützt werden.
  2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (123) des Kegelrollenlagers (120) und das Axialnadellager (110) axial unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind.
  3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherungselement des Bauteils (400) als ein in eine Nut (423) des Bauteils (400) eingesetzter Sicherungsring (424) ausgebildet ist, wohingegen das zweite Sicherungselement des Bauteils (400) als eine erste Anlageschulter (410) des Bauteils (400) ausgebildet ist.
  4. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherungselement des Bauteils (400) als eine in das Bauteil (400) eingeschraubte Schraube oder als einen auf einen wellenförmigen Absatz des Bauteils (400) aufgeschraubte Mutter oder als ein an dem Bauteil (400) befestigtes Halteblech ausgebildet ist.
  5. Lageranordnung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherungselement des Bauteils (400) als ein in eine Innennut des Bauteils (400) eingesetzter Sicherungsring oder als eine in das Bauteil (400) eingeschraubte Schraube oder als ein in dem Bauteil befestigtes Halteblech ausgebildet ist.
  6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in die erste Kraftrichtung (FZ) auf das Festlager (100) wirkenden Axiallasten über einen in eine Nut (323) der Welle (300) eingesetzten Sicherungsring (324) in den Lagerinnenring (123) des Kegelrollenlagers (120) eingeleitet werden.
  7. Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Axialnadellager (110) eine zur Aufnahme von Nadeln (111) des Axialnadellagers (100) vorgesehene Winkelscheibe (112) aufweist, welche den in die Nut (323) der Welle (300) eingesetzten Sicherungsring (324) gegen ein radiales Austreten aus dieser Nut (323) der Welle (300) sichert.
  8. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in die zweite Kraftrichtung (FS) auf das Festlager (100) wirkenden Axiallasten über eine Anlageschulter (320) der Welle (300) in den Lagerinnenring (123) des Kegelrollenlagers (120) eingeleitet werden.
  9. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen einer Axialspieleinstellung der Lageranordnung sich der Lageraußenring (122) des Kegelrollenlagers (120) auf seiner dem in die Nut (423) des Bauteils (400) eingesetzten Sicherungsring (424) gegenüberliegenden Seite an einer zweiten Anlageschulter (420) des Bauteils (400) abstützt.
  10. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in die erste Kraftrichtung (FZ) wirkendenden Axiallasten aus einem Zugbetrieb einer auf die Welle (300) wirkenden Schrägverzahnung (302) resultieren, wohingegen die in die zweite Kraftrichtung (FS) wirkendenden Axiallasten zumindest aus einem Schubbetrieb dieser Schrägverzahnung (302) resultieren, wobei die in die erste Kraftrichtung (FZ) wirkendenden Axiallasten vom Betrag her größer sind als die in die zweite Kraftrichtung (FS) wirkendenden Axiallasten.
  11. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie zerstörungsfrei demontierbar ausgeführt ist.
  12. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (400) ein Gehäuse des Getriebes ist oder mit dem Gehäuse des Getriebes verbunden ist.
DE102020200827.2A 2020-01-23 2020-01-23 Lageranordnung in einem Getriebe Pending DE102020200827A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020200827.2A DE102020200827A1 (de) 2020-01-23 2020-01-23 Lageranordnung in einem Getriebe
PCT/EP2021/050889 WO2021148337A1 (de) 2020-01-23 2021-01-18 Lageranordnung in einem getriebe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020200827.2A DE102020200827A1 (de) 2020-01-23 2020-01-23 Lageranordnung in einem Getriebe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020200827A1 true DE102020200827A1 (de) 2021-07-29

Family

ID=74191755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020200827.2A Pending DE102020200827A1 (de) 2020-01-23 2020-01-23 Lageranordnung in einem Getriebe

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020200827A1 (de)
WO (1) WO2021148337A1 (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10339425A1 (de) 2003-08-27 2005-03-24 Daimlerchrysler Ag Achsantrieb

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10018723B4 (de) * 2000-04-15 2010-12-09 Audi Ag Anordnung eines Zwischenachsdifferenziales
JP4530339B2 (ja) * 2004-04-12 2010-08-25 ヤマハ発動機株式会社 船舶推進機のシフト装置
JP2006161991A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Jtekt Corp スラストころ軸受
EP2730483B1 (de) * 2011-07-04 2018-01-10 NSK Ltd. Lagerbefestigungsstruktur und lenkgetriebeeinheit mit der lagerbefestigungsstruktur

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10339425A1 (de) 2003-08-27 2005-03-24 Daimlerchrysler Ag Achsantrieb

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021148337A1 (de) 2021-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0518052B1 (de) Lagerungseinheit
EP2479459B1 (de) Vorrichtung zum Lagern einer Ritzelwelle eines Differenziales für Kraftfahrzeuge
DE102005009721B3 (de) Lageranordnung
EP2513502B1 (de) Lagerungseinrichtung für einen antriebsstrang eines kraftwagens
EP2986485A1 (de) Doppelwellfeder mit dämpfender zwischenschicht
EP2126386A1 (de) Lageranordnung
EP2768717A1 (de) Elektromechanische kraftfahrzeuglenkung
DE102011003705A1 (de) Lageranordnung für eine Kegelradwelle
DE102012007329A1 (de) Welle-Nabe-Verbindung
DE2364275C3 (de) Anordnung zum Verhindern von Relativbewegungen zwischen gegeneinander verspannten, reibschlüssig zusammenwirkenden Bauteilen
DE10141457A1 (de) Einstellanordnung für Axialspiel und Vorbelastung bei Lagern
DE10004419B4 (de) Meßvorrichtung für eine angestellte Kegelrollenlagerung und Verfahren zur Herstellung einer angestellten Kegelrollenlagerung
DE102019201552A1 (de) Lagerung eines Planetenrades auf einem mit einem Planetenträger verbundenen Planetenbolzen und Verfahren zur Montage eines Planetenrades auf einem Planetenbolzen
DE102008021884A1 (de) Kegelrollenlager und Wellenlagerung für zumindest ein Kegelrollenlager
DE102016203655A1 (de) Lageranordnung
EP2045476B1 (de) Lager
DE102015205748B4 (de) Lageranordnung mit Vorspannung
DE102013215556B4 (de) Lageranordnung
DE102020200827A1 (de) Lageranordnung in einem Getriebe
DE102011007494B4 (de) Konzept zum Bereitstellen einer Anlageschulter in einem zylinderförmigen Lagergehäuse
DE102017119986A1 (de) Wälzlageranordnung für eine Lenksäule
EP2450584A2 (de) Lageranordnung für eine Welle
WO2007099110A1 (de) Mehrreihiges axial vorgespanntes schrägkugellager und verfahren zu seiner herstellung
DE102018216910A1 (de) Übersetzungsgetriebe für ein Fahrzeug mit einer Elektromaschine
WO2019192642A1 (de) Getriebeanordnung für eine vorrichtung zur niveauverstellung eines fahrzeugaufbaus

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified