DE19612589A1 - Lagerung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Lagerung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Durch das DE 76 21 098 U ist es bereits bekannt, die Planetenräder eines Getriebes mit
einem zweireihigen Pendelrollenlager zu lagern. Dieses sitzt in der axialen Mitte des
Planetenrades und ist mit einstückigem Außen- und Innenring versehen. Dieses Lager kann
sowohl radiale als auch axiale Last aufnehmen und gestattet auch ein geringes Schwenken
des Planetenrades gegenüber der Achse bzw. dem Planetenrahmen. Die Schwenkbewegung
ist, wenn auch in geringem Ausmaß, für ein Anpassen der Zahnflanken erforderlich. Axiale
Lasten treten in geringerem Maße dann auf, wenn Schiefstellungen in der Verzahnung ein
axiales Driften des Planetenrades verursachen. Somit erfüllt die bekannte Ausführung die
Anforderungen für viele Anwendungsfälle.
Wenn jedoch kompakte Getriebe konzipiert werden, die darüberhinaus höchste Präzision
bei kleinen Abmessungen verlangen, bildet das zweireihige Pendelrollenlager normaler
Ausführung eine natürliche Einschränkung bei der Konstruktion. Die radialen
Abmessungen erlauben es nicht, Planetenräder mit kleinem Durchmesser bzw. geringer
Zähnezahl zu verwenden.
Ein Ausweg wurde dabei durch die Verwendung von Nadellagern geschaffen, wie mit dem
Beispiel nach der DE 36 22 671 bekannt ist.
Bei dieser Lösung müssen die Axialkräfte jedoch durch zusätzliche Axiallager abgestützt
werden. Dadurch ist mindestens ein größerer axialer Bauraum erforderlich und ein erhöhter
Aufwand zu akzeptieren.
Aufgabe ist es, eine Lagerung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem
Bedarf an radialer und axialer Bauhöhe die Verwendung von Planetenrädern mit kleinen
Durchmessern gestattet und bei hoher Belastbarkeit eine ausreichende
Schwenkmöglichkeit aufweist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rollen als tonnenförmige Nadeln mit einer
gegenüber dem größten Durchmesser mindestens zweifachen Länge ausgeführt sind, die
Laufbahn der Außenringe eine kreisförmige axiale Krümmung aufweist, deren
Krümmungsradius größer als der Laufbahnradius ist und deren Mittelpunkt in einem
Bereich von der axialen Mitte zwischen beiden Schrägrollenlagern bis zur axialen Mitte des
betreffenden Schrägrollenlagers angeordnet ist, die Laufbahnbreite der einzelnen Laufringe
mindestens der Länge der Nadeln entspricht und beide Schrägrollenlager ein geringes
Radialspiel aufweisen.
Durch diese erfindungsgemäßen Merkmale behält die Lagerung nahezu die geringen
radialen Abmessungen einer Lagerung mit zylindrischen Nadeln, hat jedoch darüberhinaus
vorteilhafterweise gleichzeitig die Funktion einer Axiallagerung und eine für den
Anwendungsfall ausreichende Schwenkmöglichkeit. Durch die extrem großen
Krümmungsradien ist es möglich, die Nadeln sehr schlank, d. h. mit kleinen Durchmesser
auszuführen. Beide Lager sind bis an die Seitenflächen des Planetenrades nach außen
versetzt und ergeben hier die beste radiale Abstützung. Ein geringes, jedoch ausreichendes
Schwenken wird durch das Radialspiel ermöglicht. Die erfindungsgemäße Lagerung erfüllt
vorbildlich die Anforderungen von radialer und axialer Belastbarkeit auf engstem Raum
und eine Anpassung an gleichmäßige Traglastverteilung an den Zahnflanken der
Planetenräder durch die Schwenkmöglichkeit.
Diese und weitere Merkmale werden nachfolgend an dem in der Zeichnung dargestellten
Beispiel beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 den Längsschnitt eines Planetenrades für ein Planetengetriebe mit zwei
Schrägrollenlagern in X-Anordnung und
Fig. 2 den Längsschnitt eines Schrägrollenlagers nach Fig. 1 in geschwenkter
Lage.
Das in Fig. 1 dargestellte Planetenrad 1 ist über zwei Schrägrollenlager 2 in
X-Anordnung auf einem Bolzen 3 drehbar angeordnet. Dieser ist in einem bekannten
Planetenträger 4 eingesetzt. Mehrere Planetenräder 1 sind, wie nicht dargestellt, am
Umfang verteilt und greifen mit ihren Verzahnungen in ein Sonnenrad 5 ein. Beide
Schrägrollenlager 2 sind mit tonnenförmigen Nadeln 6 versehen. Sie sind gegenüber ihrem
Durchmesser etwa viermal so lang und gemäß der X-Anordnung schräg ausgerichtet. Das
tonnenförmige Profil entspricht der Kreisform. Entsprechend sind auch die Innen- 7 und
Außenringlaufbahn 8 gekrümmt, wobei die Mittelpunkte 9 der Krümmungsradien 10 der
Außenringe jeweils radial außerhalb des Schrägrollenlagers 2 und axial in der Mitte
zwischen innerer Seitenfläche 14 und Mitte 13 des Schrägrollenlagers 2 liegen. Dies geht
deutlich aus Fig. 2 hervor. Gegenüber einer üblichen Pendelrollenlagerung sind bei dieser
Ausführung die Krümmungsmittelpunkte 9 nicht gemeinsam auf der Mittelachse
angeordnet. Aus diesem Grund ergibt sich nur eine begrenzte Schwenkmöglichkeit der
Lagerung, deren maximaler Schwenkwinkel sich durch das Radialspiel ergibt, wie nicht
näher dargestellt ist. Wie Fig. 2 zeigt, verlagern sich die tonnenförmigen Nadeln 6, in
Umfangsrichtung gesehen, bei geringem Schwenken sehr unterschiedlich. Sie laufen axial
gegen die Schwenkrichtung des betreffenden Außenringabschnittes bzw. mit der
Schwerikrichtung des betreffenden Innenringabschnittes. Ein weiteres Schwenken aus der
dargestellten Lage in Fig. 2 ist nicht mehr möglich, da das bewußt vorgesehene
Radialspiel der Normallage sich bis nach Null reduziert hat.
Diese geringe Schwenkmöglichkeit ist gerade bei Planetenrädern erforderlich, wodurch ein
automatisches Anpassen des Tragbildes der Verzahnung mit dem Ziel größter Tragbreite
bzw. Tragfläche erreicht wird, da Fertigungstoleranzen nicht vermieden werden können.
Durch die Schrägrollenlager 2 in X-Anordnung kann die Lagerung axiale Lasten in beide
Richtungen aufnehmen. Getrennte Axiallager sind deshalb nicht erforderlich. Durch die
spezielle Lage der Mittelpunkte 9 ergeben sich sowohl an den Außen- 8 als auch an den
Innenringlaufbahnen 7 ausgeprägte Laufbahnabschnitte 16 für hohe radiale Belastungen
und geneigte Abschnitte 17 für axiale Belastungen.
Gegenüber der dargestellten symmetrischen Form der tonnenförmigen Nadeln 6 in
Längsrichtung können wahlweise auch solche eingesetzt werden, die an einem Ende einen
kleineren Durchmesser aufweisen als an dem anderen. Dadurch läßt sich der Gleitanteil bei
der Wälzbewegung reduzieren.
Claims (6)
1. Lagerung, insbesondere für Planetenräder eines Getriebes mit zwei geringfügig
schwenkbeweglichen, radiale und axiale Kräfte aufnehmenden Schrägrollenlagern,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Rollen als tonnenförmige Nadeln (6) mit einer gegenüber dem größten Durchmesser mindestens zweifachen Länge ausgeführt sind,
- - die Laufbahn (8) der Außenringe eine kreisförmige axiale Krümmung aufweist, deren Krümmungsradius (10) größer als der Laufbahnradius (11) ist und deren Mittelpunkt (9) in einem Bereich von der axialen Mitte (12) zwischen beiden Schrägrollenlagern (2) bis zur axialen Mitte (13) des betreffenden Schrägrollenlagers (2) angeordnet ist,
- - die Laufbahnbreite der einzelnen Laufringe mindestens der Länge der Nadeln (6) entspricht und
- - beide Schrägrollenlager (2) ein geringes Radialspiel aufweisen.
2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt (9)
zwischen der inneren Seitenfläche (14) des betreffenden Schrägrollenlagers (2) und
dessen axialer Mitte (13) angeordnet ist.
3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt
(9) in der Mitte zwischen innerer Seitenfläche (14) und axialer Mitte (13) des
betreffenden Schrägrollenlagers (2) angeordnet ist.
4. Lagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Krümmungsradius (10) der Außenringlaufbahn (8) größer als der zweifache
Laufbahnradius (11) ist.
5. Lagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schrägrollenlager (2) mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind.
6. Lagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das auf dem kleinsten Teilkreis angeordnete Ende der Nadeln (6) einen kleineren
Durchmesser aufweist als das auf dem größeren Teilkreis.
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