DE19526167A1

DE19526167A1 - Achsritzellagerbaugruppe in Patronenform

Info

Publication number: DE19526167A1
Application number: DE19526167A
Authority: DE
Inventors: John R Miller; Jun Robert W Frayer
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1994-07-19
Filing date: 1995-07-18
Publication date: 1996-01-25
Also published as: US5492419A; JPH08105449A

Description

Die Erfindung betrifft Verbesserungen in dem Lagerstützsystem für Getriebe-Kraftübertragungssysteme und mehr im einzelnen eine gekapselte selbstschmierende Lagereinheit.

Wälzlager werden verwendet an den Enden von Achsen und ande ren Wellen, zum Beispiel zum Lagern einer Ritzelwelle, eines Differentials für hochbelastbare Lastwagen und Fahrzeuge. Aufgrund großer Untersetzungen und hoher Lasten und Momente, die auf solche Ritzelwellen wirken, arbeiten Lager zur Rit zelwellenlagerung unter schweren Bedingungen.

Normale Achsritzelwellenlager werden tauchgeschmiert aus Sumpföl in einer Achsenanordnung. Sumpföl, welches vorhanden ist, um die Achsgetriebe zu schmieren, enthält jedoch typisch Hochdruckadditive oder EP-Additive, von denen erwiesen ist, daß sie eine Abnahme in der Lagerstandzeit verursachen, wenn sie als Wälzlagerschmiermittel verwendet werden. Zusätzlich ist die Fähigkeit zum Tauchschmieren des Getriebes bei nied rigen Fahrzeug-(oder Achs-)-geschwindigkeiten und niedrigen Temperaturen vermindert, da das Volumen von durch den Zahn kranz geschleudertem Öl durch beide Faktoren stark reduziert wird, womit das Getriebe nicht genügend Schmierung erhält. Auf weitere Probleme stößt man, da metallischer Schleif schlamm durch die Achsensysteme erzeugt wird, welcher in dem Schmieröl transportiert wird und ferner fortgesetzt durch das Lager geleitet wird. Da Kegelrollenlager, die typisch in Dif ferentialen verwendet werden, äußerst empfindlich sind für Teilchenschlamm, wird durch den Schlamm (debris) Schaden ver ursacht, der die Lagerstandzeit vermindert.

Als Alternative zum Tauchschmieren von Achsritzelwellenlagern ist Öl durch das Lager gepumpt worden, welches die Standzeit verbessert, aber die Kosten und Komplexität erhöht und nicht dazu beiträgt, das Problem von EP-Additiven oder Verunreini gungen zu eliminieren.

Ein anderer Nachteil derzeitiger ölgeschmierter Ritzelachsla gerbaugruppen ist die Notwendigkeit, Ölströmungskanäle in dem Lagerstützsystem vorzusehen. Das Vorhandensein solcher Kanäle kann Spannungskonzentrationen und somit Punkte für po tentiellen Ausfall schaffen.

Das Einstellen einer angemessenen "Vorspannung" an einer Ke gelrollenlagerbaugruppe ist auch sehr wichtig hinsichtlich der Nutzungsdauer und der richtigen Arbeitsweise der Lager baugruppe. Vorspannung ist die Kraft, die zwischen den Wälze lementen und den Laufbahnen bei Abwesenheit äußerer Kräfte wirkt. Herkömmliche Achsritzelwellenlager werden in vielen Stücken in das Achsgehäuse eingefügt, und Unterlegen (shimming) ist erforderlich, um die erwünschte Vorspannung vorzusehen. Dieser Montageprozeß ist arbeitsintensiv und da her teuer, exponiert die Lagerelemente Verunreinigungen und kann eine Quelle für Qualitätskontrollprobleme darstellen.

Gekapselte Ritzellagersysteme sind ebenfalls in der Vergan genheit vorgeschlagen worden. In diesen Systemen wird jedoch Fett, nicht Öl, in der Lagereinheit eingeschlossen. Fettge schmierte Lager, insbesondere unter extremen Arbeitsbedingun gen, wie sie sich bei Achsenanwendungen finden, funktionieren nicht so gut wie ölgeschmierte Lager. Fett wird gebildet durch Kombinieren von Öl mit einer "Seife", häufig einer lehmartigen Substanz. Die "Seife" in dem Fett zerfällt im Laufe der Zeit sowie unter rauhen Arbeitsbedingungen.

In Anbetracht der obigen Ausführungen bleibt in der Industrie ein Bedarf für ein verbessertes Ritzelwellenlager, welches die oben erwähnten Nachteile vorhandener Konstruktionen an geht. Außerdem muß ein verbessertes Lager für diese Anwendung kostengünstig in der Konstruktion sein und für leichte Mon tage sorgen.

Gemäß der Erfindung wird eine gekapselte (sealed) Ritzelwel lenlagerbaugruppe in Patronenform geschaffen, welche ölge schmiert ist. Die Ritzelpatronenlagerbaugruppe der Erfindung weist einen mehrstückigen inneren Laufring auf, der mit einer zwischen einem Paar innerer Laufringe angeordneten dimensio nierten Abstandhalterbaugruppe eingestellt wird, um ein zu sammengesetztes Lager mit eingekapseltem Öl zu schaffen, das eine gewünschte Vorspannung aufweist. Äußere Laufringe ver binden sich mit den inneren Laufringen, um Laufbahnen koni scher Gestalt zum Aufnehmen von Kegelwälzelementen zu defi nieren. Wenigstens eine Dichtung ist zwischen den inneren Laufringen ausgebildet. Ferner wird ein Paar Öldichtungen an den äußeren Enden der inneren und äußeren Laufringe gehalten, um an den Enden der Lagerbaugruppe Sperren zu bilden, welche verhindern, daß Schmieröl austritt, welches in der zusammen gesetzten Lagereinheit enthalten ist. Zusätzlich verhindern die Öldichtungen, daß Achsritzelschmiermittel in die Lager baugruppe eintritt.

Ein Hauptmerkmal für die Machbarkeit dieses Systems ist die einzigartige Methode, zwischen den zwei konischen inneren Laufringen abzudichten und zwangsläufiges Festhalten (retention) zum Handhaben sowie zur axialen Abstandssteuerung vorzusehen. Dies ermöglicht nicht nur eine längere Standzeit aus den oben aufgezeigten Gründen, sondern sorgt auch für eine viel leichtere Handhabung während der Fertigung der Achse und der späteren Wartung.

Gemäß dieser Erfindung wird die Vorspannungseinstellung des Axiallagers am Ort der Herstellung der Lagerbaugruppe gesteu ert. Somit wird die Lagereinstellung durch den Endverbraucher zur Erzielung einer richtigen Vorspannungseinstellung elimi niert. Ferner wird eine optimierte Ritzelwellenlager-Span nungsverteilung erzielt durch eine verbesserte Gehäuselage rung, welche keine Schmiermittelkanäle erfordert, und Dich tungen isolieren die inneren Bauteile der Ritzelwellenlager gegen von der Achse erzeugten Verunreinigungen. Die resultie rende geschmierte und vorgespannte Ritzelwellenlagerbaugruppe sorgt auch für eine vereinfachte Installationsprozedur für den Endverbraucher und ist einfach, stabil, robust, dauer haft, zuverlässig, schnell und leicht zu verwenden und zu montieren sowie von relativ einfacher Konstruktion und wirt schaftlicher Herstellung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Ritzelwelle, die ausgestattet ist mit einer Patronen-Ritzellagerbau gruppe, welche die Erfindung verkörpert;

Fig. 2 eine bruchstückhafte vergrößerte Schnittansicht der Lagerbaugruppe in dem Bereich ihrer inneren Lauf ringe und des Abstandhalters;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht der inneren Lauf ring- und Abstandhalterabschnitte des Lagers der Fig. 1 und 2;

Fig. 4 bis 13 vergrößerte Schnittansichten von inneren Laufringen und Abstandhalterabschnitten des Lagers, die der Ansicht von Fig. 3 entsprechen und alternative Ge staltungen für die inneren Laufringe, Abstandhalter und Dichtungen des Lagers darstellen;

Fig. 14 eine Längsschnittansicht einer Ritzelwelle, die ausgestattet ist mit einer Patronen-Ritzellagerbaugruppe, die eine alternative Gestaltung für die äußeren Laufringe des Lagers und das Ritzelgehäuse verkörpert; und

Fig. 15 eine Längsschnittansicht einer Ritzelwelle, die ausgestattet ist mit einer Patronen-Ritzellagerbau gruppe, die eine alternative Gestaltung der inneren Laufringe, Abstandhalter und Dichtungen des Lagers verkörpert.

Fig. 1 zeigt eine Achsritzellagerbaugruppe 20 in Patronen form (cartridge axle pinion bearing assembly), welche die Er findung verkörpert, mit einem zweiteiligen Gehäuse 22 und 24 sowie einem Paar Wälzlagern 26 und 28, die in dem Gehäuse enthalten sind. Jedes Lager umfaßt einen äußeren Laufring 30 bzw. 32, einen inneren Laufring 34 bzw. 36 und eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Wälzkörpern oder Walzen 38 bzw. 40. Wie weiter in den Fig. 2 und 3 gezeigt, ist ein Vorspannungsabstandhalter 42 vorgesehen zwischen dem Paar innerer und äußerer Laufringe, um eine erwünschte Systemvor spannung aufrechtzuerhalten. O-Ringdichtungen 44 und 46 sind vorgesehen benachbart einem jeweiligen Laufring und dem an grenzenden Abstandhalter, um jeden Laufring jeweils mit dem Abstandhalter abzudichten. Ein Sperrklemmring 48 ist radial einwärts von dem Abstandhalter angeordnet, um jeden O-Ring in Dichtungskontakt mit jedem inneren Laufring und dem Abstand halter zu halten sowie um die Laufringe, den Abstandhalter und die Dichtungen in Retention (retention) zwischen ihnen zu halten. Zusätzlich ist ein Paar von Enddichtungen 50 und 52 vorgesehen, um das Lager vollständig zu kapseln und das Schmiermittel in dem Lager zu halten sowie Achsritzelschmier mittel fernzuhalten, welches durch die Achse erzeugte Verun reinigungen mit sich führt.

Vorzugsweise umfassen die Wälzkörper 38 und 40 eine Mehrzahl von Kegelwalzen, welche mit den entsprechenden inneren und äußeren Laufringen 30, 34 bzw. 32, 36 zusammenpassen, um in nere und äußere Laufbahnen 54, 56 bzw. 58, 60 zu bilden. Das Paar innerer und äußerer Laufbahnen bietet geneigte Flächen, welche mit den Kegelwalzen zusammenpassen und bei der Montage für eine einstellbare Lagervorspannung sorgen durch Bemessen eines passenden Abstandhalters zwischen dem Paar innerer Laufringe. Der Abstandhalter regelt die Größe des Abstands zwischen den inneren und äußeren Laufbahnen zum Aufnehmen der Walzen.

Vorzugsweise paßt sich das äußere Gehäuse 22 dem inneren Ge häuse 24 so an, daß die Ritzellagerbaugruppe oder Patrone 20 mit einem speziellen Achsträger des Herstellers zusammenpas sen kann, und das äußere Gehäuse 22 besteht aus Gußeisen. In der Baugruppe paßt das innere Gehäuse 24 mit dem äußeren Ge häuse zusammen, und diese sind mit Befestigungsmitteln 62 verbunden. Das innere Gehäuse wird maschinell bearbeitet, um das Paar äußerer Laufringe 30 und 32 in Ringaussparungen 64 und 66 aufzunehmen sowie die Enddichtungen in Aussparungen 68 und 70 aufzunehmen. Außerdem ist das Gehäuse leichter zu fer tigen und weniger kostspielig als derzeitige geschmierte La gerbaugruppen, da Ölkanäle zum Liefern von Öl an die Lager baugruppe in dem Gehäuse nicht benötigt werden. In dem zusam mengesetzten Zustand werden die Enddichtungen 50 und 52 in ihren jeweiligen peripheren Aussparungen 68 und 70 aufgenom men um eine äußere periphere Auflage 72 bzw. 74 jedes inneren Laufringes herum, um eine abgedichtete Lagerkammer 76 zu bil den. Schmiermittel wird in die Lagerkammer eingeführt direkt vor dem Installieren der letzten Enddichtung 52 in die Lager einheitbaugruppe. Außerdem verhindern die Dichtungen, daß Achsschmiermittel, welche Verunreinigungen und/oder chemische Additive wie zum Beispiel EP-Additive befördern, in das Lager eintreten und das Lager schädigen oder die Schmiermitteldich tungen verschlechtern. Im Gegensatz dazu wirken die O-Ring dichtungen 44 und 46 grundsätzlich so, daß sie Schmiermittel in der Lagerkammer 76 vor sowie während der Anbringung ein kapseln.

Vorzugsweise wird der Vorspannungsabstandhalter 42 gebildet durch (spanendes) Bearbeiten einer Stahlzylinderhülse an einem Ende, um einen zylindrischen Abstandhalter einer er wünschten Breite zu erhalten. Eine gewünschte Ritzellagervor spannung wird in einem zusammengesetzten Lager erhalten unter Verwendung einer speziellen Maßlehre zum Messen der Abstands weite zwischen den inneren Laufringen, welche eine gewünschte Vorspannung zwischen jedem inneren Laufring, den Walzen und dem äußeren Laufring erteilt. Die Maßlehre wird verwendet zum Messen des Abstands zwischen den inneren Laufringen eines zu sammengesetzten Lagers, dem ein Abstandhalter fehlt, während die inneren Laufringe durch eine Belastungsmaschine zusammen gedrückt werden, welche eine gewünschte Vorspannung erteilt. Der Hersteller wählt dann einen Abstandhalter mit einer ent sprechenden Breite und setzt das Lager zusammen, um die ge wünschte Vorspannung zu erzielen. Wenn sich das Lager in zu sammengesetztem Zustand vor der Verwendung befindet, wird es in Dichtungskontakt gehalten durch das Zusammenwirken des Sperrklemmringes 48, der O-Ring-Dichtungen 44 und 46 und des Abstandhalters 42. Bei dem Anbringen des Lagers an einer Rit zelwelle kommt der innere Laufring 34 mit einer Manschette oder einem Flansch in Kontakt, und der innere Laufring 36 wird axial zu dem Laufring 34 hin belastet durch Preßanbrin gung einer Manschette gegen den Laufring 36 in der Weise, daß der Abstandhalter 42 die erhaltene Vorspannung in der zusam mengesetzten und angebrachten Lagerbaugruppe 20 vordefiniert und beschränkt.

Gemäß der Erfindung positioniert der Sperrklemmring 48, der aus einem nachgiebigen Material wie beispielsweise Nylon kunststoff besteht, den Abstandhalter und klemmt ihn ein zwi schen dem Paar innerer Laufringe und hält das Paar O-Ring- Dichtungen 44 und 46 und setzt es ein zwischen den Abstand halter und einer inneren Umfangsfläche 78 und 80 an jedem in neren Laufring. Prinzipiell hält der Sperrklemmring 48 die O- Ring-Dichtungen in Dichtungskontakt mit jedem entsprechenden inneren Laufring, während das Lager zusammengesetzt und abge dichtet wird, aber vor dem Anbringen und Laden der Lagerbau gruppe an einer Maschinenwelle. Zusätzlich unterstützt der Sperrklemmring 48 das Vorspannen jedes O-Ringes mit jedem in neren Laufring, während die Lagerbaugruppe an einer Welle in einem geladenen Zustand angebracht wird. Der Kontakt der O-Ring-Dichtungen zwischen den Laufringen und dem Abstandhal ter dichtet den gesamten inneren Laufringabschnitt der Lager baugruppe ab und erleichtert die Schmierung der Baugruppe vor und während der endgültigen Montage.

Um die Montage zu erleichtern, ist ein Paar innerer Ringnuten 82 und 84 in jedem inneren Laufring 34 bzw. 36 vorgesehen zum Aufnehmen einer entsprechenden peripheren Kante 86 bzw. 88, die an jedem Ende des Sperrklemmringes ausgebildet ist. Die zwei Kanten und Ringnuten arbeiten zusammen, um das Paar in nerer Laufringe und den Abstandhalter zusammenzuhalten. Ein Ritzelwellenabsatz 90 bildet eine Fläche kleineren Durchmes sers zum Anbringen des Laufringes 36 als die Anbringungsflä che für den Laufring 34. Dies verhindert eine unbeabsichtigte Rückwärtsanordnung der inneren Laufringe auf einer Ritzel welle. Typisch müssen die inneren Lager 38 mehr Last tragen und sind größer als die äußeren Lager 40. Während der Ab standhalter 42 an dem Laufring 36 anliegt, wird der Sperr klemmring 48 peripher um den Abstandhalter herum aufgenommen, und die Kante 88 wird mit der Ringnute 84 in Eingriff ge bracht. Dann wird der Lauf ring 34 in Kontakt mit dem Abstand halter gepreßt, was unter Zwang und mit Reibung die Kante 86 in Eingriff mit der Ringnute 82 bringt. Gleichzeitig mit der vorhergehenden Zusammensetzung werden die O-Ring-Dichtungen 44 und 46 in Dichtungskontakt innerhalb der resultierenden Teilbaugruppe des inneren Laufringes gehalten. In dieser Teilbaugruppe hält der Sperrklemmring die Einheit zusammenge setzt und gedichtet vor der endgültigen Lagerinstallation. Ebenso hält nach vollständiger Montage des Lagers der Sperr klemmring den inneren Laufring zusammen und wirkt so, daß er die jeweiligen Lagerkomponenten vor der endgültigen Installa tion der Patronenlagerbaugruppe abdichtet.

Während der Fertigung wird eine Lagerbaugruppe 20 ohne einen Abstandhalter 42 an einer Belastungsmaschine zusammengesetzt, wo sie bis zu einer gewünschten Vorspannung belastet wird, um den resultierenden Abstandsspalt zu messen, der zwischen den inneren Laufringen gebildet wird, wie oben besprochen. Farb kodierte Abstandhalter 42 sind in Vorratsbehältern vorgese hen, derart, daß Abstandhalter mit gemeinsamen vorbestimmten axialen Abmessungen gemeinsam farbkodiert werden, zum Bei spiel mit grün, rot oder blau, was eine leichte Identifika tion eines gewünschten Abstandhalters zuläßt, der eine ge wünschte Vorspannung in einer speziellen Lagerbaugruppe er zielt. Sobald ein Lager auf einer Belastungsmaschine vorbela stet worden ist und seine gewünschten Abstandhalterabmessun gen bestimmt worden sind, kann eine individuelle Zusammenset zung eines gemessenen Lagers schnell und leicht einen farbko dierten Abstandhalter mit der gewünschten Abmessung erhalten, so daß der geeignete Abstandhalter zum Erhalten einer ge wünschten Vorspannung in der zusammengesetzten Baugruppe dann in die Lagerbaugruppe eingesetzt wird.

In der praktischen Anwendung wird eine Patronen-Achslagerbau gruppe 20 dieser Erfindung, welche vorgeschmiert und mit einem richtig bemessenen Abstandhalter 42 abgedichtet ist, auf einer Ritzelwelle montiert, wo der innere Laufring 34 eingeschlossen wird an der Rückfläche eines Ritzelrades, wie in Fig. 1 gezeigt. Ein Joch (nicht gezeigt) wird dann über der Ritzelwelle so aufgenommen, daß es an den inneren Lauf ring 36 anschlägt, worin eine Mutter an der Ritzelwelle auf genommen wird, welche ein Festhalten und eine axiale Kompres sion des Jochs gegen den inneren Laufring zuläßt, so daß die gewünschte Belastung zwischen den inneren Laufringen und dem Abstandhalter 42 erteilt werden kann, um die resultierende Lagervorspannung zu erhalten. Typisch bildet solch ein Joch einen ersten Abschnitt eines Universalgelenks, welches mit einer Antriebswelle (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs verbin det.

Verschiedene alternative Konstruktionen zum Vorsehen einer abgedichteten und beabstandeten Verbindung zwischen dem Paar innerer Laufringe 34 und 36 der Erfindung sind in den Fig. 4 bis 13 dargestellt. Fig. 4 zeigt ein Paar innerer Lauf ringe, die mit einem Klemmring 148 verbunden sind und im Ab stand gehalten werden durch einen Abstandhalter 142, der an der inneren Peripherie des Klemmringes anliegt.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen, die einen einstückigen Abstandhalter 242 an einem der Lauf ringe 134 umfassen, wo das Ende des Abstandhalters 242 (spa nend) bearbeitet wird, um die gewünschte Lagervorspannung zu erreichen. In Fig. 5 ist eine O-Ring-Dichtung 144 über den Umfang eingeklemmt zwischen einem Paar gegenüberliegender äußerer und innerer Ringnuten 110 und 112, die in dem Paar von Laufringen 134 bzw. 136 ausgebildet sind. Zuerst wird die Dichtung 144 in die Ringnute 110 eingesetzt, und dann wird die Laufbahn 136 unter Zwang mit dem Abstandhalter 242 in An schlag gebracht, welcher ferner unter Zwang eine periphere innere Schulter 114 an dem Laufring 136 über die Dichtung kontaktiert, um das Paar von Laufringen miteinander zu ver riegeln durch Einschließen (trapping) der Dichtung zwischen den Ringnuten. Gleichermaßen ist eine ähnliche Anordnung von Nuten 110 und 112 in der Ausführungsform von Fig. 6 vorgese hen. Jedoch ist eine zusätzliche Dichtung 146 vorgesehen ent lang dem Ende des Abstandhalters 242 in dem Laufring 136, um eine primäre Dichtung zwischen dem Paar Laufringen zu bilden. In diesem Fall wirkt die Dichtung 144 als sekundäre Dichtung sowie als eingefangener Ring, welches das Paar von Laufringen zusammenhält. Alternativ kann der O-Ring 144 entweder aus starrem oder nachgiebigem Material konstruiert sein zu dem einzigen Zweck, das Paar Laufringe zusammenzuklemmen durch Zusammenwirken mit den Aussparungen 110 und 112. Schließlich verwendet die Ausführungsform von Fig. 7 eine einzelne pri märe Dichtung 146 benachbart dem einstückigen Abstandhalter 242, wo das Paar Laufringe zusammengehalten wird durch Bemes sung des Umfangshülsenabschnitts 114, um eine Preßpassung ge gen die Außenfläche 116 des Abstandhalters 242 zu erzielen.

Die Fig. 8 und 9 zeigen verschiedene Ausführungsformen, welche den Klemmring 48 aus Nylon eliminieren und einen modi fizierten Vorspannungs-Abstandhalter 342 bzw. 442 verwenden, um das Paar innerer Laufringe 334, 336, 434 bzw. 436 zusam menzuklemmen. In der Ausführungsform von Fig. 8 sind Ring nuten 310 und 312 in dem Abstandhalter an jedem Ende ausge bildet, welche zusammenpassen mit radial gegenüberliegenden komplementären Nuten 314 und 316, die in jedem inneren Lauf ring 334 bzw. 336 ausgebildet sind. Eine Dichtung ist an je dem Ende des Abstandhalters vorgesehen durch Einklemmen einer O-Ring-Dichtung 344 und 346 zwischen den Nuten 310, 314 bzw. 312, 316. Um das Paar innerer Laufringe zusammenzusetzen und abzudichten, werden zuerst die Dichtungen 344 und 346 in die Nuten 314 und 316 eingesetzt, dann wird der Abstandhalter zwischen den Laufringen positioniert, wenn sie mit Preßpas sung zusammengesetzt werden, wobei er die Nuten 310 und 312 mit den Dichtungen 344 bzw. 366 in Kontakt bringt, wenn die Enden des Abstandhalters in Anschlag liegen an jedem inneren Laufring. In der Ausführungsform von Fig. 9 weist der Ab standhalter 442 ein Paar Umfangsendnuten 410 und 412 auf, welche O-Ring-Dichtungen 344 bzw. 346 darin aufnehmen. Eine periphere Außenschulter 414 und 416 ist an jedem Ende des Ab standhalters ausgebildet. In der Baugruppe steht jede Schul ter in Reibkontakt mit einer entsprechenden inneren Schulter 418, 420 an jedem Laufring 434 bzw. 436, um das Paar innerer Laufringe zusammenzuhalten. Wenn die inneren Laufringe an dem Abstandhalter mit Preßpassung angebracht werden, kontaktieren und dichten O-Ring-Dichtungen 344 bzw. 346 zwischen jeden Laufring und dem Abstandhalter.

In den Fig. 10 bis 13 sind verschiedene alternative Aus führungsformen gezeigt, welche die O-Ring-Dichtungen elimi nieren und einstückige Dichtungsflächen an den Klemmring und/oder dem Abstandhalter vorsehen zur Abdichtung mit einem inneren Laufring. In Fig. 10 wird ein nachgiebiger zylindri scher Klemmring 248 radial auswärts von einem inneren Ab standhalter 142 aufgenommen. Periphere und radial nach außen vorgespannte Kanten 210 und 212 werden durch jeden inneren Laufring 534 bzw. 536 gebildet. Entsprechende passende Ring nuten 214 bzw. 216 sind an jedem Ende des Klemmringes 248 ausgebildet, welche in nachgiebigem Eingriff stehen mit jeder peripheren Kante 210 bzw. 212, um das Paar innerer Laufringe miteinander zu verriegeln. Vorzugsweise ist der Klemmring oder Sperrclip aus einem nachgiebigen Material konstruiert, um eine einstückige Dichtung mit jedem inneren Laufring zu bilden, wo er mit jeder peripheren Kante an beiden Enden zu sammentrifft. Der Abstandhalter 142 ist eingeklemmt zwischen dem Paar Laufringen, um sie im Abstand zu halten, während der Klemmring in Umfangsrichtung um den Abstandhalter herum und in jeden Laufring angelegt wird. In der Ausführungsform von Fig. 11 wird ein Klemmring 348 peripher außerhalb des inne ren Abstandhalters aufgenommen und ist so bemessen, daß er durch eine Preßpassung in Reibkontakt steht mit äußeren Ring nuten 610 und 612 jedes Laufringes 634 bzw. 636. Der Abstand halter 142 wird innerhalb des Klemmringes 348 eingesetzt, und ein Ende des Klemmringes wird mit Reibung und unter Zwang in die Nute 612 des Laufringes 636 eingesetzt. Dann wird der Laufring 634 mit Reibung und unter Zwang über das entgegenge setzte Ende des Klemmringes 348 entlang der Aussparung 610 in Eingriff gebracht, bis der Abstandhalter 142 zwischen dem Paar Laufringen in Anschlag kommt. In Fig. 12 ist der Ab standhalter 42 in Umfangsrichtung außerhalb des Klemmringes 448 gelagert, welcher eingepreßt wird, um in Reibkontakt zu kommen mit dem Paar von Laufringen 734 und 736 an beiden En den mit Nuten 710 bzw. 712. Schließlich zeigt Fig. 13 ein Paar Laufringe 834 und 836, die beabstandet sind durch ein Paar gegenüberliegender einstückiger Abstandhalter 242 und 243, die an inneren Laufringen 834 bzw. 836 ausgebildet sind, welche miteinander verbunden und durch einen nachgiebigen Klemmring 348 abgedichtet sind, der aufgepreßt wird auf äu ßere Ringnuten 810 bzw. 812, die in den inneren Laufringen ausgebildet sind. Vorzugsweise wird der Klemmring 348 aus einem nachgiebigen Material gebildet und ist so bemessen, daß er unter Zwang und mit Reibkontakt das Paar Nuten kontaktiert und eine einstückige Dichtung dazwischen bildet.

In Fig. 15 wird der Vorspannungsabstandhalter 964 zwischen den inneren Laufringen 966 auf ähnliche Art montiert wie in den vorher besprochenen Ausführungsformen. In diesem zu sammengesetztem Zustand und vor der Verwendung wird das Lager in Dichtungskontakt gehalten durch Zusammenwirken des Sperr klemmringes 968, der O-Ring-Dichtungen 970 und 972 und des Abstandhalters 964. Der Sperrklemmring 968 positioniert und klemmt den Vorspannungsabstandhalter 964 zwischen den inneren Laufringen 966 fest und legt ferner die O-Ringdichtungen 970 und 972 an einen inneren Durchmesser der inneren Laufringe 966 an. Die O-Ringdichtungen 970 und 972 werden in Nuten 974 und 976 gehalten, die in dem Sperrklemmring 968 ausgebildet sind. Auf diese Weise werden an den Außenseiten des Sperr klemmringes 968 ausgebildete Kanten 978 und 980 in jeweiligen Nuten 982 und 984 aufgenommen, die in den inneren Laufringen 966 ausgebildet sind. Diese Nuten 982 und 984 sind Umfangsnu ten, und die Kanten 978 und 980 bilden entsprechende Umfangs kanten an beiden Enden des Sperrklemmringes 968. Die Kanten 978 und 980 arbeiten zusammen, um die inneren Laufringe 966 und den Vorspannungsabstandhalter 964 zusammenzuhalten. In dieser Ausführungsform wird eine wesentliche axiale Bewegung des Sperrklemmringes 968 relativ zu den inneren Laufringen 966 zugelassen, wobei der Stoß minimiert wird und der Kontakt der O-Ringdichtungen 970 und 972 mit einem inneren Durchmes ser des modifizierten Abschnitts der inneren Laufringe 966 aufrechterhalten wird. Dies ist allgemein verschieden von der abdichtenden axialen Kompression der O-Ringe, wie sie in den vorherigen Ausführungsformen zu sehen war. Außerdem kontak tieren die O-Ringe 970 und 972 den Abstandhalter nicht direkt, um das Lager abzudichten. Die Dichtung wird vielmehr spezifisch hergestellt zwischen den O-Ringen 970 und 972, den inneren Laufringen 966 und dem Sperrklemmring 968.

Fig. 14 zeigt eine Variation der Ausführungsform von Fig. 1, in welcher das innere Gehäuse 24 von Fig. 1 ersetzt ist durch einen einstückigen äußeren Laufring 924, welcher ein Paar Lager 926 und 928 trägt, um eine Patronen-Achsritzella gerbaugruppe 920 zu bilden. Gleichermaßen ist ein Paar äuße rer Laufbahnen 956 und 960 in dem äußeren Laufring 924 defi niert. Vorzugsweise wird der äußere Laufring 924 in dem Ge häuse 22 mit Befestigungsmitteln 62 gehalten. Weitere in der Ausführungsform von Fig. 14 vorhandene Merkmale sind den in Fig. 1 gezeigten gemein und sind in der Beschreibung be schrieben, welche die Fig. 1 begleitet.

Eine Laborprüfung hat die Zuverlässigkeit des Konusbohrungs- Dichtungskonzepts erwiesen, nämlich der zwischen den inneren Laufringen 34 und 36 durch die O-Ring-Dichtungen 44 und 46 gebildeten Dichtung. Es hat sich gezeigt, daß ein alkoholge fülltes System über mehr als 48 Stunden leckfrei geblieben ist. Ein Test-Maschinenbetrieb bei hohen Belastungen und An lagedichtung hat ergeben, daß er die Qualifikationstestanfor derungen, mehr als 700 Stunden, erfüllt, wie durch einen Her steller großer Achsen spezifiziert.

Die Patronen-Achsritzellagerbaugruppe der Erfindung wird dazu verwendet, eine gekapselte vereinheitlichte Lagervorrichtung zu schaffen, welche in einer Fabrik vormontiert und als Bau stein gefertigt werden kann und vor der endgültigen Installa tion durch einen Endverbraucher mit Öl gefüllt werden kann, wobei für die gewünschte Vorspannung in dem Lager gesorgt wird durch Kalibrieren eines Abstandhalters zwischen dem Paar von Laufringen während des Zusammensetzvorgangs. Die Ritzel lager-Spannungsverteilung kann verbessert werden durch Elimi nieren von Ölkanälen in dem Gehäuse. Ein optimales Schmier mittel kann in der abgedichteten Lagerbaugruppe verwendet werden, welches ferner die Ritzellager isoliert gegen Verun reinigungen wie beispielsweise durch die Achse erzeugten Schleifschlamm. Gleichermaßen kann ein Lagerhersteller für optimierte axiale. Vorspannungseinstellungen in einem völlig montierten und abgedichteten Lager sorgen, was die Notwendig keit für einen Endverbraucher eliminiert, die Lager einzu stellen, um die richtige Vorspannung sicherzustellen. Glei chermaßen schafft die Erfindung eine vereinfachte Installati onsmethode für einen Endverbraucher, welche ein Gehäuse von gleichförmigerer Lagerung für Ritzellager vorsieht sowie eine besser optimierte Verteilung von Spannungen um die gesamte Laufbahnfläche herum, und welche optimiert werden kann durch individuelle Abstimmung von Gehäuseform und Profil, was auch die Auswirkungen einer Fehlausrichtung auf das Lagerbetriebs verhalten vermindern kann und was für verbesserte Schmierung und Widerstand gegen Verunreinigung sorgt, womit die Nut zungsdauer verlängert wird.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die oben darge stellte und beschriebene genaue Konstruktion beschränkt ist, sondern daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken und Rahmen der Erfindung abzuweichen, die in den Ansprüchen definiert sind.

Claims

1. Patronenförmige Lagerbaugruppe eines Untersetzungsge triebes, die eine Wellenlagerung zwischen einer Ritzelwelle und einem Ritzelgehäuse vorsieht, gekennzeichnet durch
ein Paar Wälzlager (26, 28; 926, 928) mit je einem äußeren Laufring (30, 32; 924) und einem inneren Laufring (34, 36, 134, 136, 334, 336, 434, 436, 534, 536, 634, 636, 734, 736, 834, 836, 966), die innere und äußere Laufbahnen (54, 58, 56, 60) definieren, und einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Wälzele menten (38, 40), die entlang den Laufbahnen (54, 58, 56, 60) rollen,
eine Abstandhaltereinrichtung (42, 142, 242, 342, 442, 964), die zwischen den inneren Laufringen (34, 36, 134, 136, 334, 336, 434, 436, 534, 536, 634, 636, 734, 736, 834, 836, 966) vorgesehen ist, um diese im Abstand voneinander zu halten,
eine allgemein zwischen den inneren Laufringen (34, 36, 134, 136, 334, 336, 434, 436, 534, 536, 634, 636, 734, 736, 834, 836, 966) vor gesehene Halteeinrichtung (48, 148, 248, 348, 448) zum Zusammen halten der inneren Laufringe,
wenigstens eine Laufringdichtung (44, 46, 144, 146, 344, 346), die zwischen den inneren Laufringen (34, 36,. . .) ausgebildet ist, um die inneren Laufringe (34, 36, . . .) in Umfangsrichtung abzudichten und Schmieröl in der Lagerbaugruppe zurückzuhal ten, und
ein Paar Enddichtungen (50, 52), die beide an äußeren Enden der inneren und äußeren Laufbahnen (54, 58, 56, 60) zwischen den inneren und äußeren Laufringen (34, 36, . . . 30, 32) gehalten werden, wobei sie an gegenüberliegenden Enden der Lagerbau gruppe Sperren bilden, um Schmieröl innerhalb der Lagerbau gruppe zurückzuhalten und gegen in dem Untersetzungsgetriebe vorhandenes Schmiermittel abzudichten.

2. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandhaltereinrichtung einen aus einem gesonderten Umfangskörper gebildeter Abstandhalter (42, 142, 342, 442, 964) umfaßt, der zwischen dem Paar der inneren Laufringe (34, 36, 966) angeordnet ist.

3. Lagerbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (48, 148, 248, 348, 448, 968) aus einem von der Abstandhaltereinrichtung (42, 142, 964) getrennten Zylinderkörper besteht.

4. Patronenförmige Lagerbaugruppe eines Untersetzungsge triebes, die eine Wellenlagerung zwischen einer Ritzelwelle und einem Ritzelgehäuse vorsieht, gekennzeichnet durch
ein Paar Wälzlager (26, 28; 926, 928) mit je einem äußeren Laufring (30, 32; 924) und einem inneren Laufring (134, 136, 534, 536, 634, 636, 834, 836, 966), die innere und äußere Laufbahnen (54, 58, 56, 60) definieren, und einer Mehrzahl von in Umfangs richtung beabstandeten Wälzelementen (38, 40), die entlang den Laufbahnen (54, 58, 56, 60) rollen,
eine Abstandhaltereinrichtung, die zwischen den inneren Laufringen (134, 136, 534, 536, 634, 636, 834, 836, 966) vorgesehen ist, um diese im Abstand voneinander zu halten, wobei die Abstandhaltereinrichtung einen Abstandhalter (142) umfaßt, der aus einem gesonderten Umfangskörper gebildet ist, eine Halteeinrichtung (148, 248, 348) zum Zusammenhalten der inneren Laufringe (134, 136, 534, 536, 634, 636, 834, 836, 966), wobei die Halteeinrichtung (148, 248, 348) aus einem von der Abstandhaltereinrichtung (142) getrennten Zylinderkörper be steht, der radial außerhalb des Abstandhalterelementes (142) angeordnet ist,
wenigstens eine Laufringdichtung (44, 46), die zwischen den inneren Laufringen (134, 136, . . .) ausgebildet ist und der Abstandhaltereinrichtung (142) benachbart ist, um die inneren Laufringe (134, 136, . . .) in Umfangsrichtung abzudichten und Schmieröl in der Lagerbaugruppe zurückzuhalten, und
ein Paar Enddichtungen (50, 52), die beide an äußeren Enden der inneren und äußeren Laufbahnen (54, 58, 56, 60) zwischen den inneren und äußeren Laufringen (134, 136, . . .; 30, 32) gehalten werden, wobei sie an gegenüberliegenden Enden der Lagerbau gruppe Sperren bilden, um Schmieröl innerhalb der Lagerbau gruppe zurückzuhalten und gegen in dem Untersetzungsgetriebe vorhandenes Schmiermittel abzudichten.

5. Patronenförmige Lagerbaugruppe eines Untersetzungsge triebes, die eine Wellenlagerung zwischen einer Ritzelwelle und einem Ritzelgehäuse vorsieht, gekennzeichnet durch
ein Paar Wälzlager (26, 28; 926, 928) mit je einem äußeren Laufring (30, 32; 924) und einem inneren Laufring (34, 36, 734, 736, 966), die innere und äußere Laufbahnen (54, 58, 56, 60) definieren, und einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung beab standeten Wälzelementen (38, 40), die entlang den Laufbahnen (54, 58, 56, 60) rollen,
eine Abstandhaltereinrichtung, die zwischen den inneren Laufringen (34, 36, 734, 736, 966) vorgesehen ist, um diese im Abstand voneinander zu halten, wobei die Abstandhalterein richtung einen Abstandhalter (42, 964) umfaßt, der aus einem gesonderten Umfangskörper gebildet ist,
eine Halteeinrichtung (48, 448, 968) zum Zusammenhalten der inneren Laufringe (34, 36, 734, 736, 966), wobei die Halteein richtung (48, 448, 968) einen von der Abstandhaltereinrichtung (42, 964) getrennten Zylinderkörper umfaßt, der radial inner halb des Abstandhalters (42, 964) angeordnet ist,
wenigstens eine Laufringdichtung (44, 46), die zwischen den inneren Laufringen (34, 36, . . .) ausgebildet ist und der Abstandhaltereinrichtung (42, 964) benachbart ist, um die inneren Laufringe (34, 36, . . .) in Umfangsrichtung abzudichten und Schmieröl in der Lagerbaugruppe zurückzuhalten, und
ein Paar Enddichtungen (50, 52), die beide an äußeren Enden der inneren und äußeren Laufbahnen (54, 58, 56, 60) zwischen den inneren und äußeren Laufringen (34, 36, . . .; 30, 32) gehalten werden, wobei sie an gegenüberliegenden Enden der Lagerbau gruppe Sperren bilden, um Schmieröl innerhalb der Lagerbau gruppe zurückzuhalten und gegen in dem Untersetzungsgetriebe vorhandenes Schmiermittel abzudichten.

6. Patronenförmige Lagerbaugruppe eines Untersetzungsge triebes, die eine Wellenlagerung zwischen einer Ritzelwelle und einem Ritzelgehäuse vorsieht, gekennzeichnet durch
ein Paar Wälzlager (26, 28) mit je einem äußeren Laufring (30, 32) und einem inneren Laufring (34, 36, 966), die innere und äußere Laufbahnen (54, 58, 56, 60) definieren, und einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Wälzelementen (38, 40), die entlang den Laufbahnen (54, 58, 56, 60) rollen,
eine Abstandhaltereinrichtung, die zwischen den inneren Laufringen (34, 36, 966) vorgesehen ist, um diese im Abstand voneinander zu halten, wobei die Abstandhaltereinrichtung einen Abstandhalter (42, 964) umfaßt, der aus einem geson derten Umfangskörper gebildet ist,
eine Halteeinrichtung (48, 968) zum Zusammenhalten der in neren Laufringe (34, 36, 966), wobei die Halteeinrichtung (48, 968) einen von der Abstandhaltereinrichtung (42, 964) getrenn ten Zylinderkörper umfaßt, der eine Klammereinrichtung (86, 88, 978, 980) umfaßt zum Einrasteingriff in wenigstens einen der inneren Laufringe (34, 36, 966),
wenigstens eine Laufringdichtung (44, 46), die zwischen den inneren Laufringen (34, 36, 966) ausgebildet ist und der Abstandhaltereinrichtung (42, 964) benachbart ist, um die inneren Laufringe (34, 36, 966) in Umfangsrichtung abzudichten und Schmieröl in der Lagerbaugruppe zurückzuhalten, und
ein Paar Enddichtungen (50, 52), die beide an äußeren Enden der inneren und äußeren Laufbahnen (54, 58, 56, 60) zwischen den inneren und äußeren Laufringen (34, 36, 966; 30, 32) gehalten werden, wobei sie an gegenüberliegenden Enden der Lagerbau gruppe Sperren bilden, um Schmieröl innerhalb der Lagerbaugruppe zurückzuhalten und gegen in dem Untersetzungs getriebe vorhandenes Schmiermittel abzudichten.

7. Lagerbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammereinrichtung (86, 88, 978, 980) eingreift in eine innere Nute (82, 84, 982, 984), die durch wenigstens einen der inneren Laufringe (34, 36, 966) gebildet wird.

8. Lagerbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammereinrichtung eingreift in eine äußere Nute, die durch wenigstens einen der inneren Laufringe gebildet wird.

9. Lagerbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammereinrichtung wenigstens einen Abschnitt einer Umfangsnute zum Festhalten der Laufringdichtung definiert.

10. Lagerbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammereinrichtung die Laufringdichtung definiert.

11. Lagerbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung eingepreßt wird in den Eingriff mit wenigstens einen der inneren Laufringe.

12. Patronenförmige Lagerbaugruppe eines Untersetzungsge triebes, die eine Wellenlagerung zwischen einer Ritzelwelle und einem Ritzelgehäuse vorsieht, gekennzeichnet durch
ein Paar Wälzlager (26, 28) mit je einem äußeren Laufring (30, 32) und einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstan deten Wälzelementen (38, 40), die entlang den Laufbahnen rollen,
eine Halteeinrichtung zum Zusammenhalten der inneren Laufringe (334, 336, 434, 436),
eine Abstandhaltereinrichtung (342, 442), die zwischen den inneren Laufringen (334, 336, 434, 436) vorgesehen ist, um diese im Abstand voneinander zu halten, wobei die Abstandhalter einrichtung einen Abstandhalter (342, 442) umfaßt, der aus einem gesonderten Umfangskörper gebildet ist, und wobei der Abstandhalter (342, 442) als die Halteeinrichtung wirkt,
wenigstens eine Laufringdichtung (44, 46), die zwischen den inneren Laufringen (334, 336, 434, 436) ausgebildet ist und der Abstandhaltereinrichtung (342, 442) benachbart ist, um die in neren Laufringe (334, 336, 434, 436) in Umfangsrichtung abzu dichten und Schmieröl in der Lagerbaugruppe zurückzuhalten, und
ein Paar Enddichtungen (50, 52), die beide an äußeren Enden der inneren und äußeren Laufbahnen zwischen den inneren und äußeren Laufringen (334, 336, 434, 436; 30, 32) gehalten werden, wobei sie an gegenüberliegenden Enden der Lagerbaugruppe Sperren bilden, um Schmieröl innerhalb der Lagerbaugruppe zurückzuhalten und gegen in dem Untersetzungsgetriebe vorhan denes Schmiermittel abzudichten.

13. Lagerbaugruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandhalter (342, 442) eine Dichtungsnute (310, 312; 410, 412) definiert und wenigstens einer der inneren Laufringe (334, 336; 434, 436) eine Dichtungsnute (314, 316) definiert, welche zusammenarbeiten, um die Laufringdichtung (344, 346) darin einzuklemmen.

14. Lagerbaugruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandhalter (342, 442) eingepreßt wird in den Ein griff mit wenigstens einen der inneren Laufringe (334, 336; 434, 436).

15. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der inneren Laufringe (242, 136) ein stückig die Abstandhaltereinrichtung (242) bildet.

16. Lagerbaugruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der inneren Laufringe (242, 136) eine Dichtungsnute (110, 112) definiert zum Halten der Laufring dichtung (144).

17. Lagerbaugruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Laufringe (134, 136) in Preßsitz miteinander gepreßt sind.

18. Lagerbaugruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufringdichtung (146) an radialen Flächen der inne ren Laufringe (134, 136) angeordnet ist.

19. Lagerbaugruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufringdichtung (144) an zylindrischen Flächen der inneren Laufringe (134, 136) angeordnet ist.

20. Lagerbaugruppe nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen Halter, der in Eingriff mit wenigstens einem der inne ren Laufringe eingepreßt wird.

21. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Laufringe (30, 32) jedes Lagers (26, 28) ge trennte Elemente sind.

22. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Laufringe (924) jedes Lagers (926, 928) einstückig sind.

23. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufringdichtung einen inneren Durchmesser der inneren Laufbahn in Umfangsrichtung kontaktiert.

24. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufringdichtung nur die Abstandhaltereinrichtung und die Halteeinrichtung kontaktiert, um die inneren Laufbahnen in Umfangsrichtung abzudichten.

25. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufringdichtung einen inneren Durchmesser der inneren Laufbahnen kontaktiert, wobei die Halteeinrichtung einen von der Abstandhaltereinrichtung getrennten Zylinder körper umfaßt und radial innerhalb der Abstandhaltereinrich tung angeordnet ist.

26. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufringdichtung in einer Umfangsnute aufgenommen wird, die in der Halteeinrichtung ausgebildet ist.