DE19734980A1

DE19734980A1 - Zahnräderwechselgetriebe

Info

Publication number: DE19734980A1
Application number: DE19734980A
Authority: DE
Inventors: Mathias Dipl Ing Probst
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 1999-02-18

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe mit wenigstens einem über Wälzlager auf einer Getriebewelle gelagerten Zahnrad, das über ein Kuppel element mit der Getriebewelle kuppelbar ist, wobei radial zwischen einer der Getriebewelle zugeordneten inneren Laufbahn und einer einer Nabe des Zahn rads zugeordneten äußeren Laufbahn zylindrische Wälzkörper in einem Wälz lagerkäfig angeordnet sind.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Zahnräder, die auch als Losräder bezeichnet werden, sind auf der Getriebewelle über geschlitzte Wälzlagerkäfige gelagert, die sich unter Ein wirkung ihrer Eigenelastizität aufweiten und dabei spielfrei gegen die Wälzlager anlegen. Ein derartiger Käfig ist beispielsweise aus der DE 41 24 838 A1 vor bekannt.

Im unbelasteten, d. h. nicht geschalteten Zustand läuft das Lager unter Um ständen nicht kinematisch um, d. h. es ist mit Schlupf belastet. So kann es im Extremfall vorkommen, daß die Getriebewelle stillsteht und das Losrad mehrere hundert bis mehrere tausend Umdrehungen pro Minute erreicht. Kommt der Käfig in Rotationsbewegung, so legen sich die Wälzkörper aufgrund der Zen trifugalkraft an die Außenlaufbahn an, so daß der Käfig annähernd die Drehzahl des Losrades erreichen kann, während die Wälzkörper aufgrund des Betriebs spiels den Kontakt zur Laufbahn der Getriebewelle verlieren. Dadurch findet eine Gleitbewegung der Wälzkörper auf der Laufbahn der Getriebewelle statt, die zu einem erhöhten Verschleiß bzw. zu Anschmierungen führen kann, wenn die Wälzkörper plötzlich belastet werden.

Eine andere Art der Losradlagerung ist aus der DE 42 04 981 A1 vorbekannt. Diese zeichnet sich dadurch aus, daß zumindest eine der Laufbahnen in wenig stens einem Umfangsabschnitt eine von ihrer Kreisform abweichende elastisch nachgiebige Laufbahnwölbung derart aufweist, daß wenigstens eine der Nadeln zwischen der Laufbahnwölbung und dieser gegenüberliegenden Laufbahn radial vorgespannt ist. Diese elastische Vorspannung bewirkt eine vom Schaltzustand des Losrades unabhängige radiale Belastung des Nadellagers. Nachteilig dabei ist, daß durch den polygonförmig gezogenen Außenring, der im montierten Zustand federnd vorgespannt ist, ein etwas größerer Bauraum erforderlich ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Zahnräderwechsel getriebe die Anschmierneigung auf eine neue, bisher nicht bekannte Art zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß zumindest ein Wälzkörper elastisch verformbar radial vorgespannt ist, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser der übrigen zylindrischen Wälzkörper ist.

Da diese elastische Vorspannung von zumindest einem Wälzkörper eine vom Schaltzustand des Losrades unabhängige radiale Belastung des Wälzlagers bewirkt, werden die Bewegungsverhältnisse im Lager positiv beeinflußt. Das bzw. die vorgespannten Wälzkörper laufen zwangsweise kinematisch um und treiben somit den Wälzlagerkäfig an, der wiederum auf die nicht vorgespannten Wälzkörper einwirkt, so daß unerwünschte Schlupfverhältnisse vermieden sind.

Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unter ansprüchen 2 bis 4 beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß der elastisch verformbare Wälzkörper aus einem Kunststoff oder aus einem dünnwandigen hohlen Stahlkörper besteht.

Aus Anspruch 3 geht hervor, daß der elastisch verformbare Wälzkörper aus einem spiralförmig oder wendelförmig gewickelten Federstahl besteht.

Schließlich ist in Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 vorgesehen, daß der Federstahl ein unlegierter Kohlenstoffstahl, ein Si-Mn-, Si-Cr-, Cr-Mn- oder ein Cr-V-Stahl ist. In bekannter Weise wird dabei ein Stahl als unlegiert bezeich net, der weniger als 0,5% Si, 0,8% Mn, 0,1% Aluminium oder Titan, 0,25% Kupfer enthält. Der besondere Vorteil der Verwendung legierter Federstähle liegt nicht so sehr in einer dadurch erreichten Verbesserung der mechanischen Werkstoffeigenschaften, sondern vielmehr in ihrer erhöhten Durchhärtbarkeit. Deshalb wird in vielen Fällen legierten Federstählen der Vorzug gegenüber Kohlenstoffstählen gegeben.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein teilweise dargestelltes Zahnräderwechselgetriebe für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Losradlagerung und

Fig. 3, 4 und 5 verschieden gestaltete elastisch verformbare Wälzkör per.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Das in Fig. 1 dargestellte Kfz-Getriebe 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem eine Getriebewelle 3 und eine Vorgelegewelle 4 über Wälzlager 5 und 6 gelagert sind. Auf der Getriebewelle 3 sind frei drehbare Zahnräder 7, sogenannte Losräder angeordnet, und Schaltkupplungen 8, über die die Losräder 7 form schlüssig mit der Getriebewelle 3 verbunden werden. Die Losräder 7 greifen in Zahnräder 9 ein, die auf der Vorgelegewelle 4 angeordnet sind. Die Losräder 7 sind über Wälzlagerkränze 10, die jeweils aus einem mit einem Spalt 17 ver sehenen Wälzlagerkäfig 11 und in diesem angeordneten zylindrischen Wälzkör pern 12 bestehen, auf der Getriebewelle 3 gelagert. Zwischen Wälzlagerkranz 10 und dem Losrad 7 ist eine Hülse 13 vorgesehen, so daß die zylindrischen Wälzkörper 12 an Laufbahnen 14 und 15 abwälzen, die einerseits an der inneren Mantelfläche 16 der Hülse 13 und andererseits an der Getriebewelle 3 ausgebildet sind.

Zur Verdeutlichung der Erfindung wird auf Fig. 2 verwiesen, die ein teilweise dargestelltes Losrad 7 zeigt, das über den Wälzlagerkranz 10 auf der Getriebe welle 3 gelagert ist. Der geschlitzte Wälzlagerkäfig 11 ist mit zwei verschieden artig gestalteten Wälzkörper 12 und 18 versehen. Wie die Fig. 2 zeigt, weist der Wälzlagerkäfig 11 an drei gleichmäßig voneinander beabstandeten Um fangsstellen elastisch verformbare Wälzkörper 18 auf, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der übrigen zylindrischen Wälzkörper 12 ist. Die oberhalb des Mittelpunktes der Getriebewelle 3 angeordneten elastisch verform baren Wälzkörper 18 zeigen den nicht geschalteten Zustand des Losrades 7, d. h. die beiden Wälzkörper 18 sind aufgrund ihrer radialen Vorspannung größer im Durchmesser als die benachbarten Wälzkörper 12 und haben Kontakt sowohl mit der Außenlaufbahn 14 als auch mit der Innenlaufbahn 15, während die benachbart angeordneten Wälzkörper 12 keinen Kontakt mit den Laufbah nen 14 und 15 aufweisen. Der im unteren Bereich der Losradlagerung angeord nete elastisch verformbare Wälzkörper 18 zeigt diese im belasteten Zustand, d. h. der Wälzkörper 18 ist durch radiale Krafteinwirkung zusammengepreßt und besitzt den gleichen Durchmesser wie die benachbart angeordneten Wälzkörper 12. Aus der Figur ist erkennbar, daß im nichtgeschalteten Zustand des Losrades 7, d. h. im unbelasteten Zustand die elastisch verformbaren Wälzkörper 18 immer Kontakt mit den beiden Laufbahnen 14 und 15 aufweisen und demzufol ge für eine Fortbewegung des Wälzlagerkäfigs 11 sorgen, der wiederum die Wälzkörper 12 antreibt.

In den Fig. 3, 4 und 5 sind verschiedenartig gestaltete, elastisch verformbare Wälzkörper 18 gezeigt. Der Wälzkörper nach Fig. 3 ist spiralförmig gewickelt, d. h. ein fester Punkt wird durch viele, immer weiter werdende Windungen umlaufen. Der in Fig. 4 dargestellte Wälzkörper 18 ist wendelförmig, d. h. schraubenförmig gewickelt. Schließlich zeigt Fig. 5 einen Wälzkörper 18, der aus einem dünnwandigen, elastisch verformbaren hohlen Körper besteht.

Bezugszeichenliste

1

Kfz-Getriebe

2

Gehäuse

3

Getriebewelle

4

Vorgelegewelle

5

Wälzlager

6

Wälzlager

7

Losrad

8

Schaltkupplung

9

Zahnrad

10

Wälzlagerkranz

11

Wälzlagerkäfig

12

zylindrische Wälzkörper

13

Hülse

14

Laufbahn

15

Laufbahn

16

innere Mantelfläche

17

Spalt

18

Wälzkörper

Claims

1. Zahnräderwechselgetriebe mit wenigstens einem über ein Wälzlager auf einer Getriebewelle (3) gelagerten Zahnrad (7), das über ein Kuppelelement (8) mit der Getriebewelle (3) kuppelbar ist, wobei radial zwischen einer der Getriebe welle (3) zugeordneten inneren Laufbahn (15) und einer einer Nabe das Zahn rads (7) zugeordneten äußeren Laufbahn (14) zylindrische Wälzkörper (12) in einem Wälzlagerkäfig (11) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Wälzkörper (18) elastisch verformbar radial vorgespannt ist, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser der übrigen zylindrischen Wälzkörper (12) ist.

2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch verformbare Wälzkörper (18) aus einem Kunststoff oder aus einem dünnwandigen hohlen Stahlkörper besteht.

3. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch verformbare Wälzkörper (18) aus einem spiralförmig oder wendel förmig gewickelten Federstahl besteht.

4. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federstahl ein unlegierter Kohlenstoffstahl, ein Si-Mn-, Si-Cr-, Cr-Mn- oder ein Cr-V-Stahl ist.