DE19956971A1

DE19956971A1 - Kegelrollenlager und Getriebewellen-Lagervorrichtungen

Info

Publication number: DE19956971A1
Application number: DE19956971A
Authority: DE
Inventors: Takashi Tsujimoto; Yuji Okamoto; Kikuo Maeda
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2019-11-27
Also published as: FR2786543A1; US20020186908A1; US20040047528A1; US6447168B2; US6328477B1; US20010031105A1; FR2786543B1; DE19956971B4; US7090405B2

Abstract

Ein Kegelrollenlager und eine Getriebewellen-Lagervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche eine lange Lebensdauer selbst bei dem Zustand gewährleisten kann, bei welchem ein Abriebmaterial beigemischt ist. Auf den Oberflächen eines Außenrings, eines Innenrings und von Kegelrollen, welche aus einem Aufkohlungs-Lagerstahl mit einem Sauerstoffgehalt von 9 ppm oder weniger ausgebildet sind, sind karbonitrierte Schichten mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr, einer Rockwellhärte HRC vomn 58 oder mehr und einem Rest-Austenitgehalt von 25-35 Volumenprozent ausgebildet, um mechanische Eigenschaften und Ermüdungseigenschaften der Abschnitte zu verbessern und die karbonitrierten Schichten auf den Oberflächen der Abschnitte bei einer Güte mit ausreichender Zähigkeit zu halten, wodurch die Lebensdauer des Kegelrollenlagers bei einem Zustand, bei welchen ein Abriebmaterial beigemischt ist, erheblich verbessert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Kegelrollenlager und Getriebewellen-Lagervorrichtungen für Fahrzeuge.

Kegelrollenlager sind dazu geeignet, eine Radiallast, eine Axiallast und eine kombinierte Last aufzunehmen. Aufgrund ih rer großen Lastaufnahmefähigkeit werden diese verwendet, um Getriebewellen von Kraftübertragungsvorrichtungen, wie etwa Differentialgetrieben und Getrieben bei Kraftfahrzeugen und Baumaschinen, zu lagern.

Fig. 1 stellt ein Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge dar, bei welchem eine Getriebewelle durch Kegelrollenlager ge lagert wird, wobei dies eines der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist. Grundsätzlich umfaßt dies ein An triebsritzel 4, welches drehbar in einem Gehäuse 1 durch zwei Kegelrollenlager 2, 3 gelagert ist, ein Ringzahnrad 5, welches in das Antriebsritzel 4 eingreift, ein Differentialgetriebege häuse 7, welches das Ringzahnrad 5 trägt und drehbar in dem Gehäuse 1 durch ein Paar von Kegelrollenlagern 6 gelagert ist, Ritzel 8, welche in dem Differentialgetriebegehäuse 7 ange bracht sind, und ein Paar von Seitenzahnrädern, welche in die Ritzel 8 eingreifen. Diese Elemente sind in dem Gehäuse 1 an gebracht, in welchem ein Getriebeöl eingeschlossen ist. Das Getriebeöl dient auch als Schmieröl für die Kegelrollenlager 2, 3, 6.

Fig. 10 stellt einen herkömmlichen Typ eines Kegelrollen lagers dar. Dieses umfaßt einen Außenring 52 mit einer koni schen Laufbahn 51, einen Innenring 56 mit einer konischen Laufbahn 53, eine große Rippenfläche 54 auf der Seite großen Durchmessers der Laufbahn 53 und eine kleine Rippenfläche 55 auf der Seite kleinen Durchmessers, eine Vielzahl von Kegel rollen 57, welche rollfähig zwischen der Laufbahn 51 des Au ßenrings 52 und der Laufbahn des Innenrings 56 angeordnet sind, und eine Haltevorrichtung 58, welche die Kegelrollen 57 in Umfangsrichtung in einer vorbestimmten Entfernung in Ab stand voneinander hält. Die Entfernung zwischen der großen Rippenfläche 54 und der kleinen Rippenfläche 55 des Innenrings ist derart gestaltet, daß diese geringfügig länger als die Länge der Kegelrollen 57 ist.

Die Kegelrollen 57 sind derart gestaltet, daß diese in ei ne Linienberührung mit den Laufbahnen 51 und 53 des Außenrings 52 und des Innenrings 56 geraten, wobei die Kegelscheitel der Kegelrollen 57 und der Laufbahnen 51, 53 bei einem Punkt 0 auf der Mittellinie des Kegelrollenlagers zusammenlaufen. Durch diese Anordnung können die Kegelrollen 57 entlang der Laufbah nen 51, 53 rollen.

Bei einem derartigen Kegelrollenlager weisen die Laufbah nen 51, 53 verschiedene Kegelwinkel auf, so daß die kombinier te Lastkraft, welche auf die Kegelrollen 57 von den Laufbahnen 51, 53 ausgeübt wird, in eine derartige Richtung wirkt, daß die Kegelrollen 57 zu der großen Rippenfläche 54 des Innen rings 56 hin gedrückt werden. Daher werden während einer Ver wendung des Lagers die Kegelrollen 57 derart geführt, daß sich deren große Endflächen 59 und die große Rippenfläche in Gleit berührung miteinander befinden.

Demgegenüber berührt, da die Entfernung zwischen der gro ßen Rippenfläche 54 und der kleinen Rippenfläche 55 derart ge staltet ist, daß diese geringfügig länger als die Länge der Kegelrollen 57 ist, wie vergrößert in Fig. 11 dargestellt, die kleine Rippenfläche 55 nicht die kleinen Endflächen 60 der Ke gelrollen 57, wobei ein geringfügiges Spiel dazwischen be steht. Ferner wird die kleine Rippenfläche 55 durch eine Flä che gebildet, welche relativ zu den kleinen Endflächen 60 der Kegelrollen 57 nach außen geneigt ist. Bei den Lagerherstel lungsschritten werden die kleine Rippenfläche 55 und die klei nen Endflächen 60, welche berührungsfrei zueinander gehalten werden, nicht durch Schleifen endbearbeitet.

Beim Anbringen eines derartigen Kegelrollenlagers bei ei ner Anbringungsposition, wie in Fig. 12A dargestellt, wird die Anordnung, welche den Innenring 56, die Kegelrollen 57 und die Haltevorrichtung 58 umfaßt, in die Laufbahn 51 des Außenrings 52 von oben eingesetzt, wobei die großen Endflächen 59 der Ke gelrollen nach oben weisen. Zu diesem Zeitpunkt sitzen, da die Kegelrollen 57 eine Freiheit relativ zu dem Innenring 56 und der Haltevorrichtung 58 aufweisen, diese nicht in Position, und deren kleine Endflächen 60 werden in Berührung mit der kleinen Rippenfläche 55 gebracht. Dies ist ein Anfangsanord nungszustand, bei welchem ein Spiel δ zwischen den großen End flächen 59 und der großen Rippenfläche 54 des nächsten Innen rings 56 besteht.

Als nächstes wird das Kegelrollenlager in dem Anfangsan ordnungszustand zeitweilig bei einer Anbringungsposition einer Verbindungsvorrichtung angebracht. Wie in Fig. 12B darge stellt, bewegen sich, wenn ein Einlaufen bei einer niedrigen Geschwindigkeit von etwa 50-100 U/min ausgeführt wird, wäh rend eine Axiallast Fa auf die Endfläche des Innenrings 56 ausgeübt wird, die Kegelrollen 57 um eine Entfernung, welche dem Spalt δ gleich ist, zu der großen Rippenfläche 54 hin, bis, wie in Fig. 12C dargestellt, die großen Endflächen 59 in Be rührung mit der großen Rippenfläche 54 des Innenrings 56 gera ten, so daß diese bei einer regulären Position zur Ruhe kom men, während ein Lager verwendet wird, bei welchem ein Spalt δ zwischen der kleinen Endfläche 60 und der kleinen Rippenfläche 55 besteht.

Danach wird das Kegelrollenlager mit einer vorbestimmten Last axial vorbelastet. Dieses Vorbelasten wird ausgeführt, um eine Axialbewegung der Kegelrollen 57 während einer Verwendung des Lagers zu verhindern, und um die Kegelrollen in einer Li nienberührung mit den Laufbahnen 51, 53 des Außenrings 52 und des Innenrings 56 zu bringen. Die Steuerung der Vorbelastungs kraft wird durch Messen des Wellendrehmoments ausgeführt, und ein Vorbelasten endet, wenn das Wellendrehmoment einen vorbe stimmten Wert erreicht.

Aufgrund der Tatsache, daß die Kraftübertragungsvorrich tung, wie etwa ein Differentialgetriebe, viele Zahnradein griffsabschnitte und Gleitabschnitte von Drehelementen auf weist, kann Fremdmaterie, wie etwa ein Metallabriebpulver, welches bei diesen Abschnitten erzeugt wird, in das in dem Ge häuse eingeschlossene Getriebeöl eintreten. Ein derartiges Ab riebpulver dringt in Kegelrollenlager zum Lagern von Getriebe wellen ein, welche sich unter hoher Belastung drehen, wobei derart die Lebensdauer der Kegelrollenlager verkürzt wird.

Ferner steigt, wenn derartige Kegelrollenlager verwendet werden, um Getriebewellen eines Differentialgetriebes zu la gern, welches sich mit hoher Geschwindigkeit unter hoher Bela stung dreht, aufgrund der Tatsache, daß die großen Endflächen der Kegelrollen in Gleitberührung mit der großen Rippenfläche des Innenrings gebracht werden, ein Drehmoment aufgrund der Gleitberührung an. Ferner steigt aufgrund einer Reibungswär meentwicklung die Temperatur des Lagerabschnitts an, wobei derart die Viskosität des Getriebeöls verringert wird. Dies kann einen unzureichenden Ölfilm verursachen.

Ferner neigt beim Anbringen des Kegelrollenlagers an einem Anbringungsabschnitt, wenn der Spalt zwischen den großen End flächen 59 der Kegelrollen 57 und den großen Rippenflächen 54 bei dem in Fig. 12A dargestellten Anfangsanordnungszustand groß ist, eine Einlaufzeit dazu, lange zu sein, bis die Kegel rollen 57 bei einer in Fig. 12C dargestellten, regulären Posi tion zur Ruhe kommen. Wie in Fig. 11 dargestellt, ist, da die kleine Rippenfläche 55 des Innenrings 56 relativ zu den klei nen Endflächen 60 der Kegelrollen 57 nach außen geneigt ausge bildet ist, eine Änderung des Spalts zwischen den großen End flächen 59 und der großen Rippenfläche 54 bei dem Anfangsan ordnungszustand aus den folgenden Gründen groß, und die oben erwähnte Einlaufzeit, bis sämtliche Kegelrollen 57 bei regulä ren Positionen zur Ruhe kommen, neigt dazu, noch länger zu werden.

Generell verbleiben die kleinen Endflächen der Kegelrollen als Schmiedeflächen, so daß Abschrägungsmaße und Gestalt stark veränderlich sind. Änderungen von Abschrägungsmaß und Gestalt bestehen nicht nur zwischen Kegelrollen, sondern auch in einer Umfangsrichtung einer Kegelrolle. Wie durch Voll- und Strichlinien in Fig. 11 dargestellt, ergibt sich folgendes, wenn das Abschrägungsmaß und die Gestalt der kleinen Endflä chen 60 voneinander abweichen. In dem durch eine Vollinie dar gestellten Fall der kleinen Endflächen 60 gerät bei dem Anord nungszustand ein Punkt P1 auf der kleinen Endfläche 60 mit ei nem Punkt Q1 auf der kleinen Rippenfläche 55 in Berührung, so daß der Spalt δ, wenn die Kegelrollen 57 zur Ruhe kommen, δ₁ ist. Demgegenüber gerät in dem durch eine Strichlinie darge stellten Fall der kleinen Endfläche 60 bei dem Anfangsanord nungszustand ein Punkt P2 in Berührung mit einem Punkt Q2, so daß der Spalt δ, wenn die Kegelrollen 57 zur Ruhe kommen, δ₂ ist. Daher neigt aufgrund von Unterschieden in Abschrägungsmaß und Gestalt der kleinen Endflächen 60 die Zeit, bis jede Ke gelrolle 57 in Position zur Ruhe kommt, dazu, sich zu ändern, so daß eine längere Einlaufzeit erforderlich ist.

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine lange Lebens dauer für ein Kegelrollenlager und eine Getriebewellen- Lagervorrichtung für ein Fahrzeug zu gewährleisten.

Es ist eine weitere Aufgabe, einen Drehmomentverlust und eine Wärmeentwicklung aufgrund von Reibung zu vermindern.

Es ist eine weitere Aufgabe, eine Einlaufzeit zu verkür zen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß wird ein Kegelrollenlager geschaffen, wel ches einen Außenring mit einer konischen Laufbahn, einen In nenring, welcher eine konische Laufbahn aufweist und mit einer großen Rippenfläche auf der Seite großen Durchmessers der ko nischen Laufbahn ausgebildet ist, eine Vielzahl konischer Rol len, welche rollfähig zwischen der Laufbahn des Außenrings und der Laufbahn des Innenrings angeordnet sind, und eine Halte vorrichtung, um die Kegelrollen auf dem Umfang in einer vorbe stimmten Entfernung voneinander in Abstand zu halten, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring, der Innenring und die Kegelrollen sämtlich aus einem Stahl mit einem Sauerstoff gehalt von 9 ppm oder weniger ausgebildet sind, und daß eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr auf Oberflächen des Außenrings, des Innenrings und der Kegelrollen ausgebildet ist, und daß der gehaltene Austenitgehalt der karbonitrierten Schicht 25 bis 35 Volumen prozent beträgt.

Der Außenring, der Innenring und die Kegelrollen sind aus einem Stahl mit einem Sauerstoffgehalt von 9 ppm oder weniger ausgebildet, um beliebige nichtmetallische Einschlüsse, welche durch Oxide in dem Stahl gebildet werden, zu minimieren, me chanische Merkmale und Ermüdungseigenschaften zu verbessern und eine Lagerlebensdauer bei sauberem Schmieröl in ausrei chendem Umfang zu gewährleisten. Ein Stahl mit einem Sauer stoffgehalt von 9 ppm oder weniger läßt sich beispielsweise durch ein Schmelzstahl-Entgasungsverfahren erhalten.

Karbonitrierte Schichten sind aus den folgenden Gründen auf den Oberflächen des Außenrings, des Innenrings und der Ke gelrollen ausgebildet. Gehaltenes Austenit in einer durch nor males Aufkohlen erhaltenen Aufkohlungsschicht weist eine hohe Zähigkeit und arbeitserschwerende Eigenschaften auf. Daher ge währleistet eine geeignete Menge gehaltenen Austenits eine Härte der Aufkohlungsschicht und unterdrückt eine Auslösung und ein Fortschreiten von Rissen. Dies ist jedoch wärmeunbe ständig.

Demgegenüber führen, wenn diese Abschnitte einer Karboni trierungsbehandlung unter geeigneten Bedingungen unterzogen werden, in gehaltenem Austenit gelöste Stickstoffatome zu ei ner Verfestigung und dienen daher dazu, das gehaltene Austenit wärmebeständig zu machen und ferner die Eigenschaften der kar bonitrierten Schicht bei einem Temperaturanstieg aufgrund ei nes Temperaturanstiegs an dem Lagerabschnitt geeignet zu er halten. In einer karbonitrierten Schicht, welche durch eine derartige Karbonitrierungsbehandlung erhalten wird, wird eine größere Kompressions-Restspannung ausgebildet, so daß es fer ner möglich ist, eine Ermüdungsbeständigkeit weiter zu stei gern.

Der gehaltene Austenitgehalt sollte bei 25-35 Volumen prozent eingestellt werden, um der karbonitrierten Schicht ei ne geeignete Zähigkeit zu verleihen und einen übermäßigen Be lastungszuwachs aufgrund eines Angreifens von Abriebmaterial zu vermindern. Wenn der gehaltene Austenitgehalt weniger als 25 Volumenprozent beträgt, wäre die Zähigkeit unzureichend. Wenn dieser über 35 Volumenprozent beträgt, wäre die Härte zu gering, was daher zu einer Verschlechterung der Oberflächen rauheit aufgrund einer bleibenden Verformung führen würde.

Die Struktur einer derartigen karbonitrierten Schicht, wie oben erwähnt, kann durch die folgenden Behandlungsschritte ausgebildet werden. Nachdem der Abschnitt erwärmt und über ei ne vorbestimmte Zeitperiode in einer Aufkohlungsatmosphäre ge halten wird, während das Kohlenstoffpotential bei 0,8% oder mehr gehalten wird, wird dieses in Öl abgeschreckt und einer Härtung unterzogen. Anschließend wird es erwärmt und über eine vorbestimmte Zeitspanne zur Nitrierung in Ammoniakgas gehal ten. Es ist auch möglich, ein Verfahren zu verwenden, bei wel chem eine Nitrierung während einer Aufkohlung ausgeführt wird. Um den Gehalt gehaltenen Austenits einzustellen, kann eine Kältebehandlung bzw. ein Anlassen ausgeführt werden.

Erfindungsgemäß kann eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr auf den Oberflächen des Au ßenrings, des Innenrings und der Kegelrollen ausgebildet wer den, wobei der Gehalt gehaltenen Austenits dieser karboni trierten Schicht 25 bis 35 Volumenprozent beträgt, und Schei tel können an beiden Enden der Laufbahn des Innenrings ausge bildet werden, wobei die Breite des Scheitels an jedem Ende 20% der Laufbahn des Innenrings oder weniger beträgt.

Der Scheitel wird an jedem Ende der Laufbahn des Innen rings ausgebildet, um zu verhindern, daß übermäßige Kantenla sten auf die Rollen und die Laufbahn des Innenrings wirken. Die Breite dieser Scheitel sollte 20% der Breite der Laufbahn des Innenrings oder weniger betragen, da, wenn diese 20% überschreitet, der Berührflächendruck an dem Mittelabschnitt der Laufbahn übermäßig groß wäre.

Durch Ausbilden eines Scheitels mit einer mäßigen Krümmung auf einem Abschnitt der Laufbahn des Innenrings, ausgenommen die beiden Enden, an welchen die Scheitel ausgebildet werden, kann die Oberflächendruckverteilung auf der Laufbahn gleichmä ßiger gemacht werden.

Erfindungsgemäß kann die kleine Rippenfläche des Innen rings durch eine Fläche gebildet werden, welche parallel zu den kleinen Endflächen der Kegelrollen ist, wobei der Wert R/R_BASE 0,75 bis 0,87 beträgt, wobei R der Krümmungsradius der großen Endflächen der Kegelrollen ist und R_BASE die Entfernung von dem Scheitel des Kegelwinkels der Kegelrollen zu der gro ßen Rippenfläche des Innenrings ist.

Die kleine Rippenfläche des Innenrings wird aus den fol genden Gründen durch eine Fläche gebildet, welche parallel zu den kleinen Endflächen der Kegelrollen ist. Wie vergrößert in Fig. 6B dargestellt, ist es durch Ausbilden der kleinen Rip penfläche 34 auf dem Innenring 35 aus einer Fläche, welche parallel zu den kleinen Endflächen 39 der Kegelrollen 36 ist, möglich, den Einfluß von Änderungen von Abschrägungsmaß und Gestalt der kleinen Endflächen 39 der Kegelrollen 36 auf den Spalt zwischen den großen Endflächen 38 der Kegelrollen 36 und der großen Rippenfläche 33 des Innenrings 35 in dem Anfangsan ordnungszustand (welcher gleich dem Spalt zwischen den kleinen Endflächen 39 der Kegelrollen 36 und den kleinen Rippenflächen 34 des Innenrings 35 ist, wenn die Kegelrollen 36 in Position zur Ruhe gekommen sind) zu minimieren. Wie durch eine Strichlinie in Fig. 6B dargestellt, ist, selbst wenn die Ab schrägungsmaße und Gestalten der kleinen Endflächen 39 ver schieden sind, bei dem Anfangsanordnungszustand, da die wech selseitig parallelen kleinen Endflächen 39 und die kleine Rip penfläche 34 in Oberflächenberührung gebracht werden, der Spalt zwischen den großen Endflächen 38 und der großen Rippen fläche 33 stets konstant. Daher ist es möglich, Unterschiede der Zeit zu vermindern, welche erforderlich ist, bis jede Ke gelrolle zur Ruhe kommt, und daher die Einlaufzeit zu verkür zen.

Das Verhältnis des Krümmungsradius R der großen Endflächen der Kegelrollen zu der Entfernung R_BASE von dem Scheitel des Ke gelwinkels der Kegelrollen zu der großen Rippenfläche des In nenrings R/R_BASE sollte aus den folgenden Gründen bei 0,75 bis 0,87 eingestellt werden.

Fig. 7 stellt die Ergebnisse einer Berechnung unter Ver wendung der Karna-Gleichung dar, wobei t die Dicke eines Öl films ist, welcher zwischen der großen Rippenfläche eines In nenrings und den großen Endflächen von Kegelrollen gebildet wird. Die Ordinate stellt das Verhältnis t/to dar, welches das Verhältnis zu einer Ölfilmdicke to darstellt, wenn R/R_base = 0,76. Die Ölfilmdicke t ist maximal, wenn R/R_base = 0,76 und fällt scharf ab, wenn R/R_BASE 0,9 überschreitet.

Fig. 8 stellt die Ergebnisse einer Berechnung zum Bestim men der maximalen Hertzschen Pressung p zwischen der großen Rippenfläche eines Innenrings und den großen Endflächen von Kegelrollen dar. Die Ordinate stellt, wie bei Fig. 7, das Ver hältnis p/po dar, welches das Verhältnis zu einer maximalen Hertzschen Pressung ist, wenn R/R_base = 0,76. Die maximale Hertzsche Pressung p fällt bei einem Anstieg von R/R_base monoton ab.

Um einen Drehmomentverlust und eine Wärmeentwicklung auf grund einer Gleitreibung zwischen der großen Rippenfläche ei nes Innenrings und den großen Endflächen von Kegelrollen zu vermindern, ist es wünschenswert, die Ölfilmdicke t zu stei gern und die maximale Hertzsche Pressung p zu vermindern. Auf der Grundlage der Berechnungsergebnisse von Fig. 7 und 8 und den unten erwähnten Fraßbeständigkeits-Testergebnissen be stimmten die Erfinder der vorliegenden Erfindung den geeigne ten Bereich von R/R_base bei 0,75-0,87. Für herkömmliche Kegel rollenlager wird der Wert von R/R_base in einem Bereich von 0,90 -0,97 festgelegt.

Durch Ausbilden der Oberflächenrauheit Ra der großen Rip penfläche des Innenrings in dem Bereich von 0,05-0,20 µm können die Ölfilmdicke t zwischen der großen Rippenfläche ei nes Innenrings und den großen Endflächen von Kegelrollen und der Schmierzustand zwischen diesen Flächen in einem geeigneten Zustand gehalten werden.

Die Oberflächenrauheit Ra sollte aus den folgenden Gründen 0,05 µm oder mehr betragen. Wie in Fig. 12B dargestellt, wird, wenn das Kegelrollenlager angebracht wird, eine Einlaufzeit bei einer niedrigen Drehzahl von 50-100 U/min ausgeführt, während eine Axiallast Fa auf die Endfläche des Innenrings 56 ausgeübt wird. Wenn die Oberflächenrauheit Ra kleiner als 0,05 µm ist, so wird der Schmierzustand zwischen der großen Rippen fläche 54 des Innenrings 56 und den großen Endflächen 59 der Kegelrollen 57 zu einer Mischung einer Fluidschmierung und ei ner Grenzschmierung, so daß sich der Reibungskoeffizient er heblich verändert und das gemessene Wellendrehmoment sich über einen breiten Bereich verändert. Dies verschlechtert die Vor belastungs-Steuergenauigkeit. Wenn Ra 0,05 µm oder mehr be trägt, so ist der Schmierzustand eine Grenzschmierung, so daß der Reibungskoeffizient stabil wird und daher eine Vorbela stungssteuerung mit hoher Genauigkeit möglich wird. Unter nor malen Lagerverwendungsbedingungen, wobei eine Drehzahl 100 U/min überschreitet, wird ein ausreichender Ölfilm zwischen der großen Rippenfläche 54 und den großen Endflächen 59 ausge bildet, so daß der Schmierzustand zwischen diesen Flächen zu einer Fluidschmierung wird und der Reibungskoeffizient ab fällt.

Die Oberflächenrauheit Ra sollte 0,20 µm oder weniger be tragen, da, wenn Ra größer als 0,20 µm ist, die Temperatur an dem Lagerabschnitt in dem Hochgeschwindigkeits-Drehbereich an steigt, so daß, wenn die Viskosität eines Schmieröls abfällt, die Ölfilmdicke dazu neigt, unzureichend zu sein und Fraßer scheinungen aufzutreten neigen.

Durch Beschränken des Spalts δ, welcher zwischen der klei nen Rippenfläche des Innenrings und den kleinen Endflächen der Kegelrollen ausgebildet ist, wenn sich die großen. Endflächen der Kegelrollen in Berührung mit der großen Rippenfläche des Innenrings befinden, derart, daß dieser nicht kleiner als 0,4 mm ist, ist es möglich, die Anzahl von Umdrehungen, welche er forderlich sind, damit die Kegelrollen während des Einlaufens in Position zur Ruhe kommen, zu vermindern und die Einlaufzeit zu verkürzen. Der zulässige Maximalwert des Spalts δ, das heißt, 0,4 mm, wurde auf der Grundlage der Ergebnisse des un ten beschriebenen Einlauftests bestimmt.

Durch Ausbilden der kleinen Rippenfläche des Innenrings durch Schleifen bzw. Drehen ist es möglich, den Spalt zwischen der kleinen Rippenfläche des Innenrings und den kleinen End flächen der Kegelrollen genau zu steuern.

Das Kegelrollenlager der vorliegenden Erfindung kann eine große Rippenfläche des Innenrings, welche aus einer konischen Fläche in Berührung mit den großen Endflächen der Kegelrollen aufgebaut ist, und eine Flanke, welche glatt mit der konischen Fläche verbunden ist und in eine Richtung gekrümmt ist, welche von den großen Endflächen der Kegelrollen wegführt, aufweisen.

Durch glattes Verbinden der gekrümmten Flanke mit der ko nischen Fläche der großen Rippenfläche eines Innenrings in Be rührung mit den großen Endflächen der Kegelrollen und Bilden eines spitzwinkligen, keilförmigen Spalts in der Nähe der Au ßenkante des Berührbereichs ist es möglich, die Ansaugfunktion eines Schmieröls in den Berührbereich hinein zu verbessern und einen guten Ölfilm auszubilden. Ferner ist es durch die Aus bildung der glatten Flanke möglich, eine Beschädigung aufgrund eines Anstoßens an der großen Rippenfläche eines Innenrings, wenn die Kegelrolle schrägläuft, zu verhindern.

Durch Verwenden eines Bogens als Schnittform der Flanke ist es möglich, einfach eine Flanke auszubilden, welche bei der Ansaugfunktion eines Schmieröls überlegen ist.

Durch Vorsehen einer kreisförmigen Vertiefung an dem Mit telabschnitt der großen Endflächen von Kegelrollen und Ausdeh nen des Außenumfangsendes der Vertiefung bis in die Nähe der Grenze zwischen der konischen Fläche und der Flanke der großen Rippenfläche eines Innenrings ist es möglich, Schmieröl in die Nähe des keilförmigen Spalts zu führen und eine hinreichende Menge von Schmieröl in den Spalt einzuführen und ferner den zulässigen Schräglaufwinkel von Kegelrollen weiter zu stei gern.

Durch Vorsehen der Grenze zwischen der konischen Fläche und der Flanke der großen Rippenfläche eines Innenrings nahe der Außenkante des maximalen Berührovals, welches durch die Berührung zwischen den großen Endflächen der Kegelrollen und der großen Rippenfläche des Innenrings unter der maximal zu lässigen Last des Kegelrollenlagers erzeugt wird, ist es mög lich, den keilförmigen Spalt geeignet auszubilden, um das Schmieröl in dem gesamten Lastbereich des Kegelrollenlagers anzusaugen.

Ferner werden bei der vorliegenden Erfindung bei einer Ge triebewellen-Lagervorrichtung für ein Fahrzeug, bei welcher eine Getriebewelle durch ein Kegelrollenlager in einem Gehäu se, in welchem ein Getriebeöl eingeschlossen ist, drehbar ge lagert ist, der Außenring, der Innenring und die Kegelrollen der Kegelrollen aus einem Stahl mit einem Sauerstoffgehalt von 9 ppm oder weniger ausgebildet, wobei eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr auf je der von deren Oberflächen ausgebildet werden, wobei die karbo nitrierte Schicht einen Gehalt gehaltenen Austenits von 25 bis 35 Volumenprozent aufweist. Daher ist es möglich, den War tungszyklus von Differentialgetrieben und Getrieben und ähnli chem erheblich zu verlängern.

Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine Vertikalschnittansicht eines Differential getriebes, bei welchem eine Getriebewellen-Lagervorrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels angeordnet ist;

Fig. 2A ist eine Vertikalschnittansicht eines Kegelrollen lagers eines ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 2B ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht der gleichen Anordnung;

Fig. 3 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Kegelrollenlagers eines zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4A ist eine Vertikalschnittansicht eines Kegelrollen lagers eines dritten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4B ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht der gleichen Anordnung;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht, welche die Gestaltungs festlegungen des Kegelrollenlagers von Fig. 4 erläutert;

Fig. 6A ist eine Vertikalschnittansicht eines Kegelrollen lagers eines vierten Ausführungsbeispiels;

Fig. 6B ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht der gleichen Anordnung;

Fig. 7 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem Krümmungsradius der großen Endfläche einer Kegelrolle und der Ölfilmdicke darstellt;

Fig. 8 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem Krümmungsradius der großen Endfläche einer Kegelrolle und der maximalen Hertzschen Pressung darstellt;

Fig. 9 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Kegelrollenlagers eines fünften Ausführungsbeispiels;

Fig. 10 ist eine teilweise weggelassene Vertikalschnittan sicht eines herkömmlichen Kegelrollenlagers;

Fig. 11 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht von Fig. 10; und

Fig. 12A-12C sind Schnittansichten, welche darstellen, wie das Kegelrollenlager angebracht ist.

GENAUE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

In Fig. 1 und 9 werden Ausführungsbeispiele der vorlie genden Erfindung beschrieben. Fig. 1 stellt, wie oben be schrieben, ein Differentialgetriebe eines Kraftfahrzeugs dar, bei welchem zum Lagern des Antriebsritzels 4 und des Differen tialgetriebegehäuses 7, an welchem das Ringzahnrad 5 ange bracht ist, die Getriebewellen-Lagervorrichtung, welche die Kegelrollenlager 2, 3, 6 der Ausführungsbeispiele verwendet, übernommen wird.

Fig. 2A stellt ein Kegelrollenlager 6 als typisches Bei spiel dar. Dieses weist einen Außenring 11 mit einer konischen Laufbahn 10, einen Innenring 15 mit einer konischen Laufbahn 12, eine große Rippenfläche 13 auf der Seite großen Durchmes sers der Laufbahn 12 und eine kleine Rippenfläche 14 auf der Seite kleinen Durchmessers davon, eine Vielzahl von Kegelrol len 16, welche rollfähig zwischen den jeweiligen Laufbahnen 10, 12 des Außenrings 11 und des Innenrings 15 angeordnet sind, und eine Haltevorrichtung 17 zum Halten der Kegelrollen 16 in vorbestimmten Umfangsabständen.

Der Außenring 11, der Innenring 15 und die Kegelrollen 16 sind sämtlich aus einem Aufkohlungs-Lagerstahl (SCr 435) mit einem Sauerstoffgehalt von 9 ppm oder weniger und, wie in Fig. 2B dargestellt, karbonitrierten Schichten 11a, 15a, 16a mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr und dem gehaltenen Austenitgehalt von 25 bis 35 Volumenprozent auf den Oberflä chen dieser Abschnitte 11, 15 und 16 ausgebildet. Obwohl dies nicht dargestellt ist, weisen die Kegelrollenlager 2, 3 die gleiche Struktur auf.

Im folgenden werden die Beispiele des ersten Ausführungs beispiels und dessen Vergleichsbeispiele beschrieben.

[Beispiele]

Kegelrollenlager (Beispiele 11-15 in Tabelle 1), bei welchen eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffge halt von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhär te HRC von 58 oder mehr und dem gehaltenen Austenitgehalt von 25-35 Volumenprozent sowohl auf dem Außenring als auch dem Innenring und den Kegelrollen ausgebildet wurde, welche aus einem Aufkohlungs-Lagerstahl (SCr435) mit einem Sauerstoffge halt von 9 ppm oder weniger ausgebildet waren, wurden vorbe reitet. Die Lagermaße betrugen sämtlich 40 mm beim Innendurch messer und 68 mm beim Außendurchmesser.

[Vergleichsbeispiele]

Kegelrollenlager (Vergleichsbeispiele 11-15 in Tabelle 1), bei welchen, ähnlich zu den Beispielen, eine karbonitrier te Schicht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,80 Gewichtspro zent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr und dem gehaltenen Austenitgehalt von 25-35 Volumenprozent sowohl auf dem Außenring als auch dem Innenring und Kegelrol len ausgebildet wurden, welche aus einem Aufkohlungs- Lagerstahl (SCr435) mit einem 9 ppm überschreitenden Sauer stoffgehalt ausgebildet waren, und Kegelrollenlager (Ver gleichsbeispiele 16, 17 in Tabelle 1), bei welchen der Außen ring, der Innenring und die Kegelrollen aus einem Aufkohlungs- Lagerstahl (SCr435) mit einem Sauerstoffgehalt von 9 ppm oder weniger ausgebildet wurden, aber die darauf ausgebildete kar bonitrierte Schicht einen gehaltenen Austenitgehalt außerhalb des Bereichs, wie bei der vorliegenden Erfindung beansprucht, aufwies, wurden vorbereitet. Ferner wurde ein Kegelrollenlager (Vergleichsbeispiel 18 in Tabelle 1) vorbereitet, bei welchem ein Aufkohlungs-Lagerstahl (SCr435) mit einem 9 ppm über schreitenden Sauerstoffgehalt verwendet wurde und eine Wärme behandlung lediglich aus einer gewöhnlichen Aufkohlung be stand. Die Maße jedes Lagers waren die gleichen wie bei Bei spielen der Erfindung.

Ein Abriebverunreinigungs-Lebensdauertest, bei welchem die Kegelrollenlager der Beispiele der Erfindung und der Ver gleichsbeispiele an einer Drehwelle angebracht wurden, welche in einem Gehäuse angeordnet war, in welchem ein Schmieröl ein geschlossen war, in welches ein Abriebmaterial gemischt war, und ein Lebensdauertest für sauberes Öl, bei welchem diese an einer Drehwelle angebracht wurden, welche in einem Gehäuse an geordnet war, in welchem ein sauberes Schmieröl eingeschlossen war, wurden durchgeführt.
Die Testbedingungen sind unten dargestellt.
(Abriebverunreinigungstest)
Last: 11,76 kN
Drehzahl: 1500 U/min
Schmieröl: Turbinenöl VG56 (Ölbad)
Abriebmaterial: Gaszerstäubtes Metallpulver (Teilchen durchmesser: 100-180 µm, Härte: HV 700-800, Mischmenge: 1g/Liter)
(Lebensdauertest für sauberes Öl)
Last: 21,56 kN
Drehzahl: 2000 U/min
Schmieröl: Turbinenöl VG 56 (Zirkulationsölversorgung)

Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Bei dem Abriebverunreinigungs-Lebensdauertest und dem Lebensdauertest für sauberes Öl wurden die Lebensdauern als L10-Lebensdauern (eine Zeitspanne, während der 90% der Lager nicht zerstört wurden und verwendbar waren) ausgewertet. Ferner wurde für die Lebensdauerverhältnisse die Lebensdauer von Vergleichsbeispiel 18, welches unter gewöhnlichen Bedingungen im Hinblick auf Ma terial und Wärmebehandlung hergestellt wurde, als Vergleichs wert verwendet.

Es ist ersichtlich, daß die Kegelrollenlager von Beispie len hervorragende Ergebnisse sowohl bei dem Abriebverunreini gungs-Lebensdauertest als auch bei dem Lebensdauertest für sauberes Öl aufweisen. Demgegenüber wiesen Vergleichsbeispiele 11-15, bei welchen sich der gehaltene Austenitgehalt in dem Bereich von 25-35 Volumenprozent befand, aber der Sauer stoffgehalt des Stahls hoch war, gute Ergebnisse bei dem Ab riebverunreinigungstest auf, doch unterlegene Ergebnisse bei dem Lebensdauertest für sauberes Öl. Ferner wies für Ver gleichsbeispiele 16-17, bei welchen sich der gehaltene Austenitgehalt außerhalb des Bereichs der vorliegenden Anwen dung befand, die Lebensdauer bei dem Lebensdauertest für sau beres Öl einen relativ hohen Wert auf, die des Abriebverunrei nigungs-Lebensdauertests jedoch war unterlegen.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Abschnitt des Kegelrollenlagers des zweiten Ausführungsbeispiels. Dieser weist Kantenscheitel 20 mit einer Breite Wc, welch 20% der Breite W der Laufbahn 19 oder weniger beträgt, an beiden Enden der Laufbahn 19 des Innenrings 18 auf. An dem Mittelabschnitt zwischen diesen jeweiligen Scheiteln 20 ist ein Mittelscheitel 21 mit einer außerordentlich mäßigen Krümmung ausgebildet. Die Abfallhöhe D der Scheitel 20 beträgt 20 µm, und außerhalb der Scheitel 20 sind Vertiefungen 22 vorgesehen.

Dieses Kegelrollenlager wird gleichfalls dazu verwendet, ein Differentialgetriebegehäuse 7, wie das in Fig. 1 darge stellte, zu lagern, und jeder Abschnitt ist aus einem Auf kohlungs-Lagerstahl (SCr435) ausgebildet, und wie bei dem in Fig. 2 dargestellten Kegelrollenlager 6 sind karbonitrierte Schichten mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,8 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr und dem gehaltenen Austenitgehalt von 25-35 Volumenprozent auf deren Oberflächen ausgebildet.

Im folgenden werden die Beispiele des zweiten Ausführungs beispiels und dessen Vergleichsbeispiel beschrieben.

[Beispiele]

Kegelrollenlager (Beispiele 21-25 in Tabelle 2), bei welchen eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffge halt von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr, einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr und einem gehaltenen Austenitgehalt von 25-35 Volumenprozent sowohl auf dem Außenring als auch dem Innenring und den Kegelrollen ausgebildet wurde, welche aus einem Aufkohlungs-Lagerstahl (SCr435) ausgebildet waren, und Kantenscheitel mit einer Breite Wc, welche 20% der Breite W der Innenringlaufbahn oder weniger betrug, an beiden Enden der Laufbahn ausgebildet wurden, wurden vorbereitet. Die Kegelrol lenlager von Beispielen 21 bis 23 wurden mit einem Mittel scheitel mit einer Scheitelhöhe C von 2 µm an der Mitte der Innenringlaufbahn ausgebildet, während dies bei den Kegelrol lenlagern von Beispielen 24 und 25 nicht der Fall war. Die La germaße sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbei spiel.

[Vergleichsbeispiele]

Kegelrollenlager (Vergleichsbeispiele 21-24 in Tabelle 2), bei welchen, ähnlich zu den Beispielen, eine karbonitrier te Schicht mit einem Kohlenstoffanteil von 0,80 Gewichtspro zent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr sowohl auf dem Außenring als auch dem Innenring und den Kegel rollen ausgebildet wurde, welche aus einem Aufkohlungs- Lagerstahl (SCr435) ausgebildet waren, wobei sich jedoch der gehaltene Austenitgehalt in den karbonitrierten Schichten au ßerhalb des Bereichs befand, welcher bei der vorliegenden An wendung beansprucht wird, und Kegelrollenlager (Vergleichsbei spiele 25-27 in Tabelle 2), bei welchen sich der gehaltene Austenitgehalt innerhalb des Bereichs der vorliegenden Anwen dung befand, die Breite von Kantenscheiteln jedoch den Bereich der vorliegenden Anwendung überschritt, bzw. bei welchen ein Vollscheitel über die gesamte Breite der Innenringlaufbahn ausgebildet wurde, wurden vorbereitet. Bei Vergleichsbeispie len 22 und 24 überschritt die Breite eines Kantenscheitels ebenfalls den Bereich der vorliegenden Anwendung. Ferner wurde ein Kegelrollenlager (Vergleichsbeispiel 28 in Tabelle 2), bei welchem sich der gehaltene Austenitgehalt und die Breite eines Kantenscheitels innerhalb des Bereichs der vorliegenden Anwen dung befanden und die Wärmebehandlung aus einer gewöhnlichen Aufkohlungshärtung bestand, vorbereitet. Die Maße jedes Lagers waren die gleichen wie bei den Beispielen.

Für die Kegelrollenlager der Beispiele und der Vergleichs beispiele wurde ein Abriebverunreinigungs-Lebensdauertest durchgeführt. Die Testbedingungen waren die gleichen wie die jenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel und die Lebensdauer wurde als L10-Lebensdauer ausgewertet.

Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Für die Lebensdauerverhältnisse in der Tabelle wurde die Lebensdauer von Vergleichsbeispiel 28, bei welchem die Wärmebehandlung le diglich aus einer Aufkohlungshärtung bestand, als Vergleichs wert verwendet. Für jeden der derart in der Tabelle angezeig ten Gegenstände traten Fraßerscheinungen an dem Mittelab schnitt der Laufbahn auf.

Für jedes der Kegelrollenlager der Beispiele betrugen die Lebensdauerverhältnisse mehr als das Vierfache und zeigten ei ne hervorragende Lebensdauer. Ferner traten keine Fraßerschei nungen an dem Mittelabschnitt der Laufbahn auf. Demgegenüber wiesen Vergleichsbeispiele 21-24, bei welchen sich der ge haltene Austenitgehalt außerhalb des Bereichs der vorliegenden Anwendung befand, lediglich etwa das halbe Lebensdauerverhält nis der Kegelrollenlager der Beispiele auf. Für Vergleichsbei spiele 22 und 24, welche eine große Scheitelbreite aufwiesen, traten Fraßerscheinungen an dem Mittelabschnitt der Laufbahn auf. Ferner war für Vergleichsbeispiele 25 und 26, bei welchen sich der gehaltene Austenitgehalt in dem Bereich der vorlie genden Anwendung befand, aber die Scheitelbreite groß war, das Lebensdauerverhältnis gut, doch traten Fraßerscheinungen an dem Mittelabschnitt der Laufbahn auf. Für Vergleichsbeispiel 27, welches eine außerordentlich kleine Abfallhöhe D aufwies, trat ein Abblättern an den Enden der Laufbahn auf und das Le bensdauerverhältnis verbesserte sich geringfügig.

Fig. 4A, 4B stellen das dritte Ausführungsbeispiel dar. Dieses Kegelrollenlager wurde ebenfalls zum Lagern eines Dif ferentialgetriebegehäuses 7, wie dem in Fig. 1 dargestellten, verwendet, und die Abschnitte davon, das heißt, der Außenring 23, der Innenring 24 und die Kegelrollen 25, wurden aus einem Aufkohlungs-Lagerstahl (SCr435) ausgebildet, und karbonitrier te Schichten 23a, 24a, 25a mit einem Kohlenstoffanteil von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr wurden auf den Oberflächen dieser Abschnitte aus gebildet, wie in Fig. 4B dargestellt.

Wie in Fig. 5 dargestellt, laufen die Kegelwinkelscheitel der Kegelrollen 25 und der jeweiligen Laufbahnen bei einem Punkt auf der Mittellinie des Kegelrollenlagers zusammen, und dieses ist derart hergestellt, daß sich das Verhältnis des Krümmungsradius R der großen Endflächen 28 der Kegelrollen 25 zu der Entfernung R_base von einem Punkt 0 zu der großen Rippen fläche 29 des Innenrings 24, das heißt, R/R_base, in dem Bereich von 0,75-0,87 befindet. Ferner ist die große Rippenfläche 29 zu einer Oberflächenrauheit Ra von 0,12 µm geschliffen.

Im folgenden werden die Beispiele des dritten Ausführungs beispiels und dessen Vergleichsbeispiel beschrieben.

[Beispiele]

Kegelrollenlager (Beispiele 31-34 in Tabelle 3), welche in Fig. 4 und 5 dargestellt sind, wurden vorbereitet, bei welchen eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffan teil von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhär te HRC von 58 oder mehr auf der Oberfläche sowohl des Außen rings als auch des Innenrings und der Kegelrollen ausgebildet wurde, welche aus einem Aufkohlungs-Lagerstahl SCr435 ausge bildet waren, wobei sich der Krümmungsradius R der großen End flächen der Kegelrollen in dem Bereich von R/R_base = 0,75 bis 0,87 befand und wobei die Oberflächenrauheit Ra der großen Rippenfläche des Innenrings 0,12 µm betrug. Maße der Lager wa ren die gleichen wie bei dem ersten und zweiten Ausführungs beispiel.

[Vergleichsbeispiele]

Kegelrollenlager (Vergleichsbeispiele 31-33 in Tabelle 3), bei welchen, wie bei den Beispielen, eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffanteil von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhärte von 58 oder mehr auf der Oberfläche sowohl des Außenrings als auch des Innenrings und der Kegelrollen ausgebildet wurde, welche aus einem Auf kohlungs-Lagerstahl SCr435 ausgebildet waren, wobei sich je doch das Verhältnis R/R_base außerhalb des Bereichs der vorlie genden Anwendung befand, und ein Kegelrollenlager (Vergleichs beispiel 34 in Tabelle 4), bei welchem die Wärmebehandlung le diglich aus einer Aufkohlung und einer Härtung bestand und sich das Verhältnis R/R_base ebenfalls außerhalb des Bereichs der vorliegenden Anwendung befand, wurden vorbereitet. Die Maße der Lager waren die gleichen wie bei den Beispielen.

Für die Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden ein Fraß beständigkeitstest unter Verwendung einer Rotationstestvor richtung und der gleiche Abriebverunreinigungs-Lebensdauertest wie bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel durchge führt.

Die Testbedingungen des Fraßbeständigkeitstests waren wie folgt.
Last: 19,61 kN
Drehzahl: 1000-3500 U/min
Schmieröl: Turbinenöl VG 56 (Ölversorgungsrate: 40 Milli liter/Minute, Öltemperatur: 40°C ± 3°C)

Die Testergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt. Für die Lebensdauerverhältnisse bei dem Abriebverunreinigungs- Lebensdauertest wurde die Lebensdauer (L10-Lebensdauer) von Vergleichsbeispiel 34 als Vergleichswert verwendet. Ferner traten Fraßerscheinungen bei dem Fraßbeständigkeitstest zwi schen der großen Rippenfläche des Innenrings und den großen Endflächen der Kegelrollen auf.

Bei jedem der Kegelrollenlager der Beispiele war die Le bensdauer gut, wobei das Lebensdauerverhältnis bei dem Ab riebverunreinigungstest vier oder mehr betrug. Ferner ist es ersichtlich, daß die Grenzdrehzahl, bei welcher Fraßerschei nungen bei dem Fraßbeständigkeitstest auftraten, 2700 U/min oder mehr betrug. Demgegenüber betrug für Vergleichsbeispiele 31-33, bei welchen karbonitrierte Schichten ausgebildet wur den, sich jedoch das Verhältnis R/R_base außerhalb des Bereichs der vorliegenden Anwendung befand, obwohl das Lebensdauerver hältnis gut war, die Grenzdrehzahl für das Auftreten von Fraßerscheinungen 2500 U/min oder weniger, und die Möglich keit, daß Fraßerscheinungen unter normalen Verwendungsbedin gungen auftreten können, war hoch. Für Vergleichsbeispiel 33, bei welchem die Oberflächenrauheit Ra der großen Rippenober fläche rauh war, ergab sich eine Grenzdrehzahl, welche niedri ger als bei Vergleichsbeispiel 32 mit dem gleichen Krümmungs radius war. Für Vergleichsbeispiel 34, bei welchem eine Wärme behandlung aus einer gewöhnlichen Aufkohlung bestand und fer ner das Verhältnis R/R_base ein herkömmlicher Wert war, war jedes der Testergebnisse unterlegen.

Bei den obigen Ausführungsbeispielen wurde SCr435 als Ma terial für jeden Abschnitt verwendet, doch ist es möglich, derartige Lagerstähle wie SCM420, SCM430, SCM435, SCr420, SCr430, SAE5130 und SAE8620 zu verwenden.

Fig. 6A, 6B stellen das vierte Ausführungsbeispiel dar. Dieses Kegelrollenlager wird ebenfalls zum Lagern eines Diffe rentialgetriebegehäuses wie in Fig. 1 verwendet und umfaßt ei nen Außenring 31 mit einer konischen Laufbahn 30, einen Innen ring 35 mit einer konischen Laufbahn 32 und einer großen Rip penfläche 33 auf der Seite großen Durchmessers der Laufbahn 32 und einer kleinen Rippenfläche auf der Seite kleinen Durchmes sers, eine Vielzahl von Kegelrollen 36, welche zwischen den jeweiligen Laufbahnen 30, 32 des Außenrings 31 und des Innen rings 35 angeordnet sind, und eine Haltevorrichtung 37, welche die Kegelrollen 36 in vorbestimmten Umfangsabständen hält.

Die kleine Rippenfläche des Innenrings 35 ist, wie vergrö ßert in Fig. 6B dargestellt, zu einer Schlifffläche endbear beitet, welche parallel zu den kleinen Endflächen 39 der auf der Laufbahn 32 angeordneten Kegelrollen 36 verläuft. Diese befindet sich in Oberflächenberührung mit den kleinen Endflä chen der Kegelrollen 36 in dem Anfangsanordnungszustand, dar gestellt durch eine Strichlinie mit einem Punkt in Fig. 6B, und der Spalt δ, welcher sich bezüglich der kleinen Endflächen 39 der Kegelrollen 36 in dem Zustand befindet, bei welchem die Kegelrollen 36 in Position zur Ruhe gekommen sind, wie durch eine Vollinie dargestellt, befindet sich in dem Bereich von nicht mehr als 0,4 mm. Die kleine Rippenfläche 34 kann durch Drehen endbearbeitet werden, um die Kosten zu vermindern.

Die Kegelwinkelscheitel der Kegelrollen 36 und der jewei ligen Laufbahnen 30, 32 des Außenrings 31 und des Innenrings 35 laufen, wie bei dem dritten in Fig. 5 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel, bei einem Punkt 0 auf der Mittellinie des Ke gelrollenlagers zusammen, und dieses ist derart gefertigt, daß sich das Verhältnis des Krümmungsradius R der großen Endflä chen der Kegelrollen 36 zu der Entfernung R_BASE von einem Punkt 0 zu der großen Rippenfläche 33 des Innenrings 35, das heißt, R/R_base, in dem Bereich von 0,75-0,87 befindet. Ferner ist die große Rippenfläche 33 zu einer Oberflächenrauheit Ra von 0,12 µm geschliffen.

Die Beispiele des vierten Ausführungsbeispiels und dessen Vergleichsbeispiele werden im folgenden beschrieben.

[Beispiele]

Kegelrollenlager (Beispiele 41-44 in Tabelle 4) wurden vorbereitet, bei welchen der Krümmungsradius R der großen End flächen der Kegelrollen derart beschaffen war, daß das Ver hältnis R/R_base 0,75-0,87 betrug, die Oberflächenrauheit Ra der großen Rippenfläche des Innenrings 12 µm betrug, die klei ne Rippenfläche davon als Schlifffläche ausgebildet war, wel che parallel zu den kleinen Endflächen der Kegelrollen ver lief, und sich der Spalt δ in dem Bereich von nicht mehr als 0, 4 mm befand. Lagermaße waren die gleichen wie bei jedem der oben erwähnten Ausführungsbeispiele.

[Vergleichsbeispiele]

Kegelrollenlager (Vergleichsbeispiele 41-43 in Tabelle 4) wurden vorbereitet, bei welchen sich der Wert R/R_base außer halb des Bereichs der vorliegenden Anwendung befand, die klei ne Rippenfläche des Innenrings relativ zu den kleinen Endflä chen der Kegelrollen nach außen geneigt war und der Spalt δ 0,4 mm überschritt.

Für die Kegelrollenlager der Beispiele und Vergleichsbei spiele wurde ein Fraßbeständigkeitstest unter den gleichen Be dingungen wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel durchge führt. Ferner wurde für die Kegelrollenlager von Beispiel 42 und Vergleichsbeispiel 42 auch ein Einlauftest durchgeführt. Probenzahlen für den Einlauftest betrugen 66 für Beispiel 42 und 10 für Beispiel 42.

Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt. Fraßer scheinungen bei dem Fraßbeständigkeitstest traten zwischen der großen Rippenfläche des Innenrings und den großen Endflächen der Kegelrollen auf.

Für jedes der Kegelrollenlager der Beispiele betrug die Grenzdrehzahl bei dem Fraßbeständigkeitstest 2700 U/min oder mehr. Dies zeigt, daß der Reibungswiderstand zwischen der gro ßen Rippenfläche des Innenrings und den großen Endflächen der Kegelrollen klein ist. Demgegenüber betrug für die Kegelrol lenlager von Vergleichsbeispielen die Fraßerscheinungs- Grenzdrehzahl 2500 U/min oder weniger, und ein Problem kann unter normalen Verwendungsbedingungen, wie bei einem Differen tialgetriebe, erwachsen. Für Vergleichsbeispiel 43, bei wel chem die Oberflächenrauheit Ra der großen Rippenfläche rauh war, ergab sich eine niedrigere Fraßerscheinungs-Grenzdrehzahl als bei Vergleichsbeispiel 42 mit dem gleichen Krümmungsradius R.

Für die Einlauftestergebnisse bei Vergleichsbeispielen be trug der Mittelwert der Anzahl der Umdrehungen, bis die Kegel rollen in Position zur Ruhe kamen, sechs, wogegen bei Beispie len dieser Wert etwa die Hälfte betrug, das heißt, 2,96. Bei Beispielen der Erfindung war die Standardabweichung der Ände rung bei der Anzahl der Umdrehungen ebenfalls klein. Somit zeigt dies, daß es möglich ist, die Einlaufzeit stabil zu ver kürzen.

Fig. 9 stellt einen Abschnitt des Kegelrollenlagers des fünften Ausführungsbeispiels dar. Dieses Kegelrollenlager wur de auch zum Lagern eines Differentialgetriebegehäuses 7, wie in Fig. 1 dargestellt, verwendet. Die große Rippenfläche 41 des Innenrings 40 umfaßt eine konische Fläche 41a und eine Flanke 41b, welche glatt mit der konischen Fläche 41 verbunden ist und einen bogenförmigen Abschnitt aufweist, und eine Ab schrägung 41c, welche mit der Flanke 41b verbunden ist. Die konische Fläche 41a ist, wie das in Fig. 5 dargestellte Rol lenlager, mit einem Punkt O an der Mitte davon ausgebildet. Die Endflächen 43 der Kegelrollen 42 sind als Kugelfläche 43a mit einem Krümmungsradius R ausgebildet, welcher kleiner als die Entfernung Ro von einem Punkt O zu der großen Rippenfläche 41 des Innenrings 40 ist. Eine Vertiefung 44 von kreisförmiger Gestalt ist bei der Mitte der Kugelfläche 4% ausgebildet. Das Außenumfangsende der Vertiefung 44 erstreckt sich bis in die Nähe der Grenze zwischen der konischen Fläche 41a und der Flanke 41b der großen Rippenfläche 41.

Wie oben erwähnt, rollen während einer Verwendung des La gers die Kegelrollen derart, daß deren große Endflächen 43 ge gen die große Rippenfläche 41 gedrückt werden, und die Kugel fläche 43a wird teilweise in Berührung mit der konischen Flä che 41a gebracht, so daß ein Berühroval 45 zwischen diesen zwei gekrümmten Flächen erzeugt wird. Die Grenze zwischen der Flanke 41b und der konischen Fläche 41a ist in der Nähe der Außenkante des Berührovals 45 vorgesehen, und ein spitzer keilförmiger Spalt ist durch die Flanke 41b und die Kugelflä che 43a bei einer Position in der Nähe des Berührovals 45 de finiert.

Das Berühroval 45 vergrößert sich, wenn die Axiallast wäh rend einer Verwendung des Lagers ansteigt. Bei diesem Kegel rollenlager ist bei Annahme des maximalen Berührovals unter der zulässigen maximalen Axiallast die Grenze zwischen der Flanke 41b und der konischen Fläche 41a derart gestaltet, daß sich diese in der Nähe der Außenkante des maximalen Berühro vals befindet, so daß ein keilförmiger Spalt zum Ansaugen des Schmieröls über den gesamten Lastbereich ausgebildet wird.

Die vorliegende Erfindung ist auf verschiedene Typen von Kegelrollenlagern anwendbar.

Wie oben beschrieben, sind bei dem Kegelrollenlager der vorliegenden Erfindung alle von dessen Abschnitten, das heißt, Außenring, Innenring und Kegelrollen, aus einem Stahl mit ei nem Sauerstoffgehalt von 9 ppm oder weniger ausgebildet, und eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffanteil nicht unter 0,80 Gewichtsprozent und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr und dem gehaltenen Austenitgehalt von 25-35 Volu menprozent ist auf der Oberfläche dieser Abschnitte ausgebil det. Daher ist es möglich, die mechanischen Eigenschaften und die Ermüdungsbeständigkeit der Abschnitte zu verbessern, die karbonitrierten Schichten auf den Oberflächen der Abschnitte stabil bei einer Güte mit ausreichender Zähigkeit zu halten, und die Lebensdauer bei einer Abriebverunreinigungsbedingung erheblich zu verbessern.

Erfindungsgemäß ist ein Kantenscheitel mit einer Breite, welche 20% der Breite der Laufbahn oder weniger beträgt, an beiden Enden der Innenlaufbahn ausgebildet. Dies verhindert Fraßerscheinungen dadurch, daß der Berührflächendruck an der Laufbahn gleichförmig gemacht wird, hält die karbonitrierten Schichten auf den Oberflächen der Abschnitte stabil bei einer Güte mit ausreichender Zähigkeit und verbessert die Lebensdau er bei einer Abriebverunreinigungsbedingung erheblich.

Erfindungsgemäß ist der Krümmungsradius R der großen End flächen der Kegelrollen derart beschaffen, daß das Verhältnis R/R_base 0,75-0,87 beträgt, und die kleine Rippenfläche des In nenrings ist zu einer Fläche ausgebildet, welche parallel zu den kleinen Endflächen der Kegelrollen verläuft, um Fraßer scheinungen durch Vermindern eines Drehmomentverlusts und ei ner Wärmeentwicklung aufgrund einer Gleitreibung zwischen der großen Rippenfläche des Innenrings und den Endflächen der Ke gelrollen zu verhindern und die Einlaufzeit zu verkürzen, um die Wirksamkeit des Anbringens des Lagers zu erhöhen.

Ferner ist erfindungsgemäß eine gekrümmte Flanke glatt mit der konischen Fläche der großen Rippenfläche des Innenrings verbunden, welche sich in Berührung mit den großen Endflächen der Kegelrollen befindet, um einen spitzen keilförmigen Spalt auszubilden, um die Ansaugfunktion eines Schmieröls in diesen Berührbereich hinein zu verbessern, Fraßerscheinungen durch Vermindern eines Drehmomentverlusts und einer Wärmeentwicklung aufgrund der Gleitreibung zu verhindern und Fraßerscheinungen aufgrund eines Anstoßens an der großen Rippenfläche des Innen rings während eines Kegelrollen-Schräglaufs zu verhindern.

Bei der Getriebewellen-Lagervorrichtung der vorliegenden Erfindung verbessert sich, da die Getriebewelle davon durch das Kegelrollenlager der vorliegenden Erfindung gelagert ist, eine Lebensdauer selbst unter Verwendungsbedingungen, bei wel chen Fremdmaterie in das Getriebeöl gemischt wird, so daß es möglich ist, den Wartungszyklus einer Kraftübertragungsvor richtung, wie eines Differentialgetriebes, außerordentlich zu verlängern.

TABELLE 1

TABELLE 2

TABELLE 3

TABELLE 4

Claims

1. Kegelrollenlager, umfassend einen Außenring mit einer konischen Laufbahn, einen Innenring, welcher eine konische Laufbahn aufweist und mit einer großen Rippenfläche auf der Seite großen Durchmessers der konischen Laufbahn ausgebildet ist, eine Vielzahl von Kegelrollen, welche rollfähig zwischen der Laufbahn des Außenrings und der Laufbahn des Innenrings angeordnet sind, und eine Haltevorrichtung zum Halten der Kegelrollen in Umfangsrichtung in einer vorbestimmten Entfernung in Abstand voneinander, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring, der Innenring und die Kegelrollen sämtlich aus einem Stahl mit einem Sauerstoffgehalt von 9 ppm oder weniger ausgebildet sind, und daß eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffanteil von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr auf Oberflächen des Außenrings, des Innenrings und der Kegelrollen ausgebildet ist, und daß der gehaltene Austenitgehalt der karbonitrierten Schicht 25 bis 35 Volumenprozent beträgt.

2. Kegelrollenlager, umfassend einen Außenring mit einer konischen Laufbahn, einen Innenring, welcher eine konische Laufbahn aufweist und mit einer großen Rippenfläche auf der Seite großen Durchmessers der konischen Laufbahn ausgebildet ist, eine Vielzahl von Kegelrollen, welche rollfähig zwischen der Laufbahn des Außenrings und der Laufbahn des Innenrings angeordnet sind, und eine Haltevorrichtung zum Halten der Kegelrollen in Umfangsrichtung in einer vorbestimmten Entfernung in Abstand voneinander, dadurch gekennzeichnet, daß eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr auf Oberflächen des Außenrings, des Innenrings und der Kegelrollen ausgebildet ist, daß der gehaltene Austenitgehalt der karbonitrierten Schicht 25 bis 35 Volumenprozent beträgt, daß ein Scheitel an beiden Enden der Laufbahn des Innenrings ausgebildet ist, und daß die Breite des Scheitels 20% der Breite der Laufbahn des Innenrings oder weniger beträgt.

3. Kegelrollenlager nach Anspruch 2, wobei ein Scheitel mit einer mäßigen Krümmung an einem Abschnitt der Laufbahn des Innenrings ausgebildet ist, ausgenommen die beiden Enden davon, an welchen die Scheitel ausgebildet sind.

4. Kegelrollenlager, umfassend einen Außenring mit einer konischen Laufbahn, einen Innenring, welcher eine konische Laufbahn aufweist und mit einer großen Rippenfläche auf der Seite großen Durchmessers der konischen Laufbahn und einer kleinen Rippenfläche auf der Seite kleinen Durchmessers davon ausgebildet ist, eine Vielzahl von Kegelrollen, welche rollfähig zwischen der Laufbahn des Außenrings und der Laufbahn des Innenrings angeordnet sind, und eine Haltevorrichtung zum Halten der Kegelrollen in Umfangsrichtung in einer vorbestimmten Entfernung in Abstand voneinander, wobei während einer Verwendung die Kegelrollen derart geführt werden, daß sich große Endflächen davon in Berührung mit der großen Rippenfläche des Innenrings befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die große Rippenfläche des Innenrings durch eine Oberfläche gebildet wird, welche parallel zu kleinen Endflächen der Kegelrollen verläuft, und daß das Verhältnis R/R_base 0,75 bis 0,87 beträgt, wobei R der Krümmungsradius der großen Endflächen der Kegelrollen ist und R_base die Entfernung von dem Scheitel des Kegelwinkels der Kegelrollen zu der großen Rippenfläche des Innenrings ist.

5. Kegelrollenlager nach Anspruch 4, wobei die Oberflächenrauheit Ra der großen Rippenfläche des Innenrings 0,05 bis 0,20 µm beträgt.

6. Kegelrollenlager nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Spalt δ, welcher zwischen der kleinen Rippenfläche des Innenrings und den kleinen Endflächen der Kegelrollen ausgebildet ist, wenn sich die großen Endflächen der Kegelrollen in Berührung mit der großen Rippenfläche des Innenrings befinden, nicht weniger als 0,4 mm beträgt.

7. Kegelrollenlager nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die kleine Rippenfläche des Innenrings durch Schleifen bzw. Drehen ausgebildet ist.

8. Kegelrollenlager, umfassend einen Außenring mit einer konischen Laufbahn, einen Innenring, welcher eine konische Laufbahn aufweist und mit einer großen Rippenfläche auf der Seite großen Durchmessers der konischen Laufbahn ausgebildet ist, eine Vielzahl von Kegelrollen, welche rollfähig zwischen der Laufbahn des Außenrings und der Laufbahn des Innenrings angeordnet sind, und eine Haltevorrichtung zum Halten der Kegelrollen in Umfangsrichtung in einer vorbestimmten Entfernung in Abstand voneinander, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring eine große Rippenfläche, welche aus einer konischen Fläche aufgebaut ist, welche in Berührung mit den großen Endflächen der Kegelrollen gebracht wird, und eine Flanke, welche glatt mit der konischen Fläche verbunden ist und in eine Richtung gekrümmt ist, welche von den großen Endflächen der Kegelrollen wegführt, aufweist.

9. Kegelrollenlager nach Anspruch 8, wobei die Flanke einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

10. Kegelrollenlager nach Anspruch 8 oder 9, wobei eine kreisförmige Vertiefung an dem Mittelabschnitt großer Endflächen der Kegelrollen vorgesehen ist und das Außenumfangsende der Vertiefung bis in die Nähe der Grenze zwischen der konischen Fläche und der Flanke der großen Rippenfläche des Innenrings verläuft.

11. Kegelrollenlager nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Grenze zwischen der konischen Fläche und der Flanke der großen Rippenfläche des Innenrings nahe bei der Außenkante des maximalen Berührovals vorgesehen ist, welches durch die Berührung zwischen den großen Endflächen der Kegelrollen und der großen Rippenfläche des Innenrings unter der maximalen zulässigen Axiallast des Kegelrollenlagers erzeugt wird.

12. Getriebewellen-Lagervorrichtung für ein Fahrzeug, bei welcher eine Getriebewelle durch Kegelrollenlager in einem Gehäuse drehbar gelagert ist, in welchem ein Getriebeöl eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelrollen einen Außenring, einen Innenring und Kegelrollen aufweisen, welche aus einem Stahl mit einem Sauerstoffgehalt von 9 ppm oder weniger ausgebildet sind, und daß eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr auf Oberflächen des Innenrings, des Außenrings und der Kegelrollen ausgebildet ist, wobei die karbonitrierte Schicht einen gehaltenen Austenitgehalt von 25 bis 35 Volumenprozent aufweist.

13. Getriebewellen-Lagervorrichtung für ein Fahrzeug, bei welcher eine Getriebewelle durch Kegelrollenlager in einem Gehäuse drehbar gelagert ist, in welchem ein Getriebeöl eingeschlossen ist, wobei jedes der Kegelrollenlager einen Außenring, einen Innenring und Kegelrollen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffanteil von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr auf jeder der Oberflächen des Außenrings, des Innenrings und der Kegelrollen ausgebildet ist, daß die karbonitrierte Schicht einen gehaltenen Austenitgehalt von 25 bis 35 Volumenprozent aufweist, daß ein Scheitel an beiden Enden der Laufbahn des Innenrings ausgebildet ist, wobei die Breite des Scheitels 20% der Breite der Laufbahn des Innenrings oder weniger beträgt.

14. Getriebewellen-Lagervorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher ein Scheitel mit einer mäßigen Krümmung auf einem Abschnitt der Laufbahn des Innenrings ausgebildet ist, mit Ausnahme der beiden Enden davon, an welchen die Scheitel ausgebildet sind.

15. Getriebewellen-Lagervorrichtung für ein Fahrzeug, bei welcher eine Getriebewelle durch Kegelrollenlager in einem Gehäuse drehbar gelagert ist, in welchem ein Getriebeöl eingeschlossen ist, wobei jedes der Kegelrollenlager einen Außenring, einen Innenring und Kegelrollen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine karbonitrierte Schicht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,80 Gewichtsprozent oder mehr und einer Rockwellhärte HRC von 58 oder mehr auf jeder der Oberflächen des Außenrings, des Innenrings und der Kegelrollen ausgebildet ist und daß das Verhältnis R/R_base 0,75 bis 0,87 beträgt, wobei R der Krümmungsradius der großen Endflächen der Kegelrollen ist und R_base die Entfernung von dem Scheitel des Kegelwinkels der Kegelrollen zu der großen Rippenfläche des Innenrings darstellt.

16. Getriebewellen-Lagervorrichtung für ein Fahrzeug, bei welcher eine Getriebewelle durch Kegelrollenlager in einem Gehäuse drehbar gelagert ist, in welchem ein Getriebeöl eingeschlossen ist, wobei jedes der Kegelrollenlager einen Außenring, einen Innenring und Kegelrollen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Rippenfläche des Innenrings durch eine Oberfläche gebildet wird, welche parallel zu kleinen Endflächen der Kegelrollen verläuft, und daß das Verhältnis R/R_base 0,75 bis 0,87 beträgt, wobei R der Krümmungsradius der großen Endflächen der Kegelrollen ist und R_base die Entfernung von dem Scheitel des Kegelwinkels der Kegelrollen zu der großen Rippenfläche des Innenrings darstellt.

17. Getriebewellen-Lagervorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Oberflächenrauheit Ra der großen Rippenfläche 0,05 bis 0,20 µm beträgt.

18. Getriebewellen-Lagervorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei der Spalt δ, welcher zwischen der kleinen Rippenfläche des Innenrings und den kleinen Endflächen der Kegelrollen ausgebildet ist, wenn sich die kleinen Endflächen der Kegelrollen in Berührung mit der großen Rippenfläche des Innenrings befinden, nicht weniger als 0,4 mm beträgt.

19. Getriebewellen-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die kleine Rippenfläche des Innenrings durch Schleifen bzw. Drehen ausgebildet ist.

20. Getriebewellen-Lagervorrichtung für ein Fahrzeug, bei welcher eine Getriebewelle durch Kegelrollenlager in einem Gehäuse drehbar gelagert ist, in welchem ein Getriebeöl eingeschlossen ist, wobei jedes der Kegelrollenlager einen Außenring, einen Innenring und Kegelrollen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring eine große Rippenfläche, welche aus einer konischen Fläche aufgebaut ist, welche in Berührung mit den großen Endflächen der Kegelrollen gebracht wird, und eine Flanke, welche glatt mit der konischen Fläche verbunden ist und in eine Richtung gekrümmt ist, welche von den großen Endflächen der Kegelrollen wegführt, aufweist.

21. Getriebewellen-Lagervorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Flanke einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

22. Getriebewellen-Lagervorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, wobei eine kreisförmige Vertiefung an dem Mittelabschnitt großer Endflächen der Kegelrollen vorgesehen ist und das Außenumfangsende der Vertiefung bis in die Nähe der Grenze zwischen der konischen Fläche und der Flanke der großen Rippenfläche des Innenrings verläuft.

23. Getriebewellen-Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die Grenze zwischen der konischen Fläche und der Flanke der großen Rippenfläche des Innenrings nahe bei der Außenkante des maximalen Berührovals vorgesehen ist, welches durch die Berührung zwischen den großen Endflächen der Kegelrollen und der großen Rippenfläche des Innenrings unter der maximalen zulässigen Axiallast des Kegelrollenlagers erzeugt wird.