DE202008010028U1 - Arrangement for supporting a drive shaft of an automatic transmission - Google Patents

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Abstract

Anordnung zur Lagerung einer Abtriebswelle (1) eines Automatgetriebes, wobei die Abtriebswelle (1) als Stegwelle eines abtriebsseitigen Planetenradsatzes ausgebildet und gegenüber einem Getriebegehäuse (2) über ein erstes und ein zweites Wälzlager (5, 6) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager als Schräglager (5, 6) in O-Anordnung, d. h. mit schräg nach außen verlaufenden Drucklinien (5', 6') ausgebildet sind.arrangement for mounting an output shaft (1) of an automatic transmission, wherein the output shaft (1) as a web shaft of a driven-side planetary gear set trained and compared to a transmission housing (2) via a first and a second rolling bearing (5, 6) is supported, characterized in that the Rolling bearings as angular contact bearings (5, 6) in O arrangement, d. H. with obliquely outward pressure lines (5 ', 6') are formed.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lagerung einer Abtriebswelle eines Automatgetriebes nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1, bekannt durch die DE 10 2006 009 622 A1 der Anmelderin.The invention relates to an arrangement for mounting an output shaft of an automatic transmission according to the preamble of the protection claim 1, known by the DE 10 2006 009 622 A1 the applicant.

Eine Anordnung zur Lagerung einer Abtriebswelle eines Automatgetriebes wurde durch die DE 10 2006 009 622 A1 der Anmelderin bekannt. Der abtriebsseitige Teil des bekannten Automatgetriebes weist einen Planetenradsatz mit einer als Abtriebswelle ausgebildeten Stegwelle auf. Auf der der Stegwelle abgewandten Seite des Planetenradsatzes ist ein Ringzylinder (durch eine Nietverbindung) mit einem Stegblech eines Planetenträgers verbunden. Radial innerhalb des Ringzylinders ist eine als Hohlwelle ausgebildete Sonnenwelle angeordnet, welche mit den Planetenrädern des Planetenradsatzes kämmt und – über eine Zwischenwelle – in der Abtriebswelle gelagert ist. Die Stegwelle, respektive die Abtriebswelle ist über zwei Wälzlager, ein äußeres Rillenkugellager und ein inneres Nadellager gegenüber dem Getriebegehäuse gelagert. Auf einem aus dem Getriebegehäuse herausragenden Ende der Abtriebswelle ist ein Abtriebsflansch drehfest angeordnet, welcher über eine Sicherungsmutter, so genannte Nut- oder Bundmutter, gegen den Innenring des Rillenkugellagers und einen axialen Anschlag der Abtriebswelle verspannt ist. Das Rillenkugellager ist somit als Festlager ausgebildet. Das Ende der Abtriebswelle weist ferner einen über den Abtriebsflansch hinausragenden Zentrierzapfen auf. Die Lagerung der Abtriebswelle ist verschiedenen radialen Belastungen, so genannten Störkräften, ausgesetzt, welche aus radialen Kräften des Planetenradsatzes, einer am Planetenradsatz befestigten Lamellenkupplung, der Lagerung der Getriebewelle innerhalb der Abtriebswelle und des Anschlusses einer Kardanwelle auf der Abtriebsseite resultieren. Andererseits weisen die Lager – aus Gründen einer kompakten Bauweise – einen relativ geringen Lagerabstand auf. Dies kann unter dem Einfluss der genannten Kräfte zu einer Kippneigung der Abtriebswelle, damit zu Unwuchten und Getriebeschwingungen führen, welche den Fahrkomfort beeinträchtigen.An arrangement for supporting an output shaft of an automatic transmission was characterized by the DE 10 2006 009 622 A1 the applicant known. The output-side part of the known automatic transmission has a planetary gear set with a web formed as an output shaft. On the side facing away from the web of the planetary gear set, a ring cylinder is connected (by a rivet connection) with a web plate of a planet carrier. Radially inside the annular cylinder designed as a hollow shaft sun shaft is arranged, which meshes with the planetary gears of the planetary gear set and - is mounted in the output shaft via an intermediate shaft. The web shaft, respectively the output shaft is mounted on two roller bearings, an outer deep groove ball bearing and an inner needle bearing against the gear housing. On an outstanding from the gear housing end of the output shaft, a driven flange is rotatably mounted, which is clamped by a lock nut, called groove or collar nut, against the inner ring of the deep groove ball bearing and an axial stop of the output shaft. The deep groove ball bearing is thus designed as a fixed bearing. The end of the output shaft also has a centering pin projecting beyond the output flange. The bearing of the output shaft is subjected to various radial loads, so-called disturbing forces, which result from radial forces of the planetary gear set, a multi-plate clutch attached to the planetary gear set, the bearing of the transmission shaft within the output shaft and the connection of a propeller shaft on the output side. On the other hand, the bearings - for reasons of compact design - on a relatively small storage space. This can under the influence of the forces mentioned to a tendency to tilt the output shaft, thus leading to imbalances and gear vibrations, which affect the ride comfort.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Lagerung der Abtriebswelle gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, wodurch eine Kippneigung der Abtriebswelle und die damit verbundenen negativen Begleiterscheinungen reduziert oder vermieden werden.It Object of the present invention, an arrangement for storage the output shaft according to the aforementioned To create a way whereby a tilting tendency of the output shaft and the associated negative side effects reduced or be avoided.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich us den Unteransprüchen.The The object of the invention is achieved by an arrangement with the features of the protection claim 1 solved. Advantageous embodiments arise us the dependent claims.

Neuheitsgemäß ist vorgesehen, dass die Wälzlager als Schräglager mit schräg nach außen verlaufenden Drucklinien ausgebildet sind, d. h. die Schräglager sind in einer so genannten O-Anordnung zwischen Abtriebswelle und Getriebegehäuse verbaut. Durch die schräg nach außen verlaufenden Drucklinien ergibt sich eine vergrößerte Lagerbasis, verglichen mit dem reinen Lagerabstand von Lagermitte zu Lagermitte. Infolge der vergrößerten Lagerbasis kann die Abtriebswelle größere Kippmomente aufnehmen, neigt daher weniger zum Kippen. Damit werden die mit dem Kippen verbundenen negativen Begleiterscheinungen vermieden, insbesondere unwuchtbedingte Getriebeschwingungen. Vorteilhaft ist ferner, dass die Erweiterung der Lagerbasis nicht mit einer Verlängerung des Getriebes in Axialrichtung verbunden ist, sondern bauraumneutral erfolgt.Is novelty provided that the bearings as angular contact bearings with obliquely outward pressure lines are trained, d. H. the angular bearings are in such a way said O-assembly installed between the output shaft and gearbox housing. Through the diagonally outward pressure lines results in an enlarged bearing base, compared with the pure bearing distance from bearing center to bearing center. As a result the enlarged bearing base, the output shaft take larger tilting moments, therefore less prone to tilt. This will be the negative concomitants associated with the tilting avoided, in particular unbalanced transmission vibrations. Advantageous is further that the expansion of the storage base not with a Extension of the transmission is connected in the axial direction, but space-neutral takes place.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Schräglager als Schrägkugellager ausgebildet, d. h. der Innen- und der Außenring weisen jeweils sich diagonal gegenüber liegende Schultern auf, welche die nach außen verlaufenden Drucklinien (bei einer O-Anordnung) bestimmen. Alternativ können auch Kegelrollenlager in O-Anordnung verwendet werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei einreihige Schrägkugellager vorgese hen, die gegeneinander angestellt sind, d. h. sie sind über die Außenringe gegeneinander abgestützt.To an advantageous embodiment, the angular contact bearings designed as angular contact ball bearings, d. H. the interior and the outer ring each face diagonally opposite lying on the shoulders, which run outward Determine pressure lines (with an O arrangement). Alternatively you can Also tapered roller bearings can be used in O arrangement. After a preferred embodiment are two single row angular contact ball bearings vorgese hen, which are employed against each other, d. H. they are over the outer rings supported against each other.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebegehäuse aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt, während die Abtriebswelle als Stahlwelle ausgebildet ist, woraus unterschiedliche Wärmedehnungen von Abtriebswelle und Getriebegehäuse resultieren. Erfindungsgemäß ist daher zwischen den Außenringen der Schrägkugellager eine Distanzhülse aus Stahl angeordnet, welche sich einerseits an einem Außenring eines Schrägkugellagers und andererseits an einem axialen Anschlag (ringförmiger Vorsprung) des Getriebegehäuses abstützt. Damit wird die Abstützlänge zwischen den Außenringen durch das Getriebegehäuse verkürzt und durch die stählerne Distanzhülse ersetzt. Damit wird der Vorteil erreicht, dass sich wärmebedingte Dehnungen von Getriebegehäuse und Abtriebswelle angleichen, sodass die gegenseitige Verspannung der Schrägkugellager erhalten bleibt und kein Lagerspiel bzw. keine Überbeanspruchung in axialer Richtung auftritt.at Another preferred embodiment is the transmission housing made of an aluminum material, while the output shaft as Steel shaft is formed, resulting in different thermal expansion resulting from output shaft and gear housing. According to the invention therefore between the outer rings of angular contact ball bearings Spacer made of steel, which on the one hand on an outer ring of an angular contact ball bearing and on the other hand on an axial stop (annular projection) supported by the transmission housing. This will be the Support length between the outer rings shortened by the gear housing and through the replaced steel spacer sleeve. This will be the Advantage achieved that heat-related strains of Adjust gearbox and output shaft so that the obtained mutual tension of angular contact ball bearings remains and no clearance or overuse occurs in the axial direction.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Außenringe der Schrägkugellager über einen auf der Abtriebswelle angeordneten Abtriebsflansch und eine Sicherungsmutter verspannt und so auf der Abtriebswelle festgelegt.In In a further advantageous embodiment, the outer rings the angular contact ball bearing on one on the output shaft arranged output flange and a locking nut braced and so fixed on the output shaft.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und der Zeichnung auch weitere Vorteile und Merkmale ergeben können.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be described in more detail below, it being apparent from the description and the drawing may also provide other advantages and features.

Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt aus einem Automatgetriebe für Kraftfahrzeuge in einem Axialschnitt. Eine Abtriebswelle 1 ist als Stegwelle eines abtriebsseitigen, hier nicht näher dargestellten Planetenradsatzes ausgebildet, wie er näher in dem eingangs genannten Stand der Technik beschrieben ist. Die DE 10 2006 009 622 A1 der Anmelderin wird daher vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung einbezogen. Die Abtriebswelle 1 ist in einem Getriebegehäuse 2 gelagert und abgestützt. An einem über das Getriebegehäuse 2 hinausragenden Wellenstummel 1a ist ein Abtriebsflansch 3 angeordnet und durch eine Nutmutter 4 axial fixiert. Die Lagerung der Abtriebswelle 1 gegenüber dem Getriebegehäuse 2 erfolgt erfindungsgemäß durch zwei gegeneinander angestellte einreihige Schrägkugellager 5, 6 in so genannter O-Anordnung. Die Schrägkugellager 5, 6 sind über ihre Außenringe gegeneinander verspannt („angestellt"), sodass sich schräg nach außen verlaufende Drucklinien 5', 6' ergeben, welche die Rotationsachse a außerhalb der Lager 5, 6 schneiden und eine Lagerbasis b ergeben, die größer als der Abstand der Lager ist. Durch diese vergrößerte Lagerbasis b können größere Kippmomente aufgenommen werden, d. h. die Kippneigung der Abtriebswelle 1 wird reduziert. Die Verspannung der beiden Schrägkugellager 5, 6 erfolgt über eine Einstellscheibe 7, den Abtriebsflansch 3 und die Bund- oder Nutmutter 4, welche mit der Abtriebswelle 1a verschraubt und gegen Verdrehen gesichert ist. Da das Getriebegehäuse 2 aus einem Aluminiumwerkstoff (Aluminium oder Aluminiumlegierung) und die Abtriebswelle 1 aus Stahl hergestellt sind, ergeben sich unterschiedliche Wärmedehnungen der Bauteile 1, 2, was zu einer Erhöhung der Vorspannung des zwischen den Außenringen der beiden Lager 5, 6 eingespannten Aluminiumbereiches des Gehäuses 2 führen würde. Um diese Vorspannung zu reduzieren, ist zwischen den beiden Schrägkugellagern 5, 6 eine Distanzhülse 8 eingesetzt, welche mit einer Stirnfläche 8a am Außenring des äußeren Lagers 6 und mit ihrer abgewandten Stirnfläche 8b an einem ringförmigen Vorsprung 2a des Getriebegehäuses 2 anliegt. Die Distanzhülse 8 ist aus einem Stahlwerkstoff hergestellt und weist somit etwa den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie die Abtriebswelle 1 auf. Der Kraftfluss durch die beiden Schrägkugellager 5, 6 erfolgt somit vom Abtriebsflansch 3 auf den Innenring des äußeren Lagers 6, von dort über den Außenring auf die Distanzhülse 8, von dieser über den ringförmigen Vorsprung 2a auf den Außenring des inneren Lagers 5 und über dessen Innenring in die Abtriebswelle 1. Zwischen Distanzhülse 8 und Abtriebswelle 1 sind Rechteckdichtringe 9 für eine nicht näher bezeichnete Kupplungszuführung angeordnet.The single FIGURE shows a section of an automatic transmission for motor vehicles in an axial section. An output shaft 1 is designed as a web shaft of a driven side, not shown here planetary gear set, as described in more detail in the aforementioned prior art. The DE 10 2006 009 622 A1 The Applicant is therefore fully incorporated in the disclosure of this application. The output shaft 1 is in a gearbox 2 stored and supported. At one over the gearbox 2 protruding stub shaft 1a is an output flange 3 arranged and through a groove nut 4 axially fixed. The bearing of the output shaft 1 opposite the gearbox 2 takes place according to the invention by two mutually employed single row angular contact ball bearings 5 . 6 in so-called O arrangement. The angular contact ball bearings 5 . 6 are clamped against each other via their outer rings ("hired"), so that obliquely outward pressure lines 5 ' . 6 ' result, which the axis of rotation a outside the camp 5 . 6 cut and give a bearing base b, which is greater than the distance of the bearings. By this enlarged bearing base b larger tilting moments can be absorbed, ie the tilting tendency of the output shaft 1 is reduced. The tension of the two angular contact ball bearings 5 . 6 via a shim 7 , the output flange 3 and the collar or grooved nut 4 connected to the output shaft 1a screwed and secured against twisting. Because the gearbox 2 made of an aluminum material (aluminum or aluminum alloy) and the output shaft 1 are made of steel, resulting in different thermal expansion of the components 1 . 2 , resulting in an increase in the preload of between the outer rings of the two bearings 5 . 6 clamped aluminum area of the housing 2 would lead. To reduce this bias is between the two angular contact ball bearings 5 . 6 a spacer sleeve 8th used, which with an end face 8a on the outer ring of the outer bearing 6 and with its opposite end face 8b on an annular projection 2a of the gearbox 2 is applied. The spacer sleeve 8th is made of a steel material and thus has about the same coefficient of expansion as the output shaft 1 on. The power flow through the two angular contact ball bearings 5 . 6 thus takes place from the output flange 3 on the inner ring of the outer bearing 6 , from there over the outer ring on the spacer sleeve 8th , from this over the annular projection 2a on the outer ring of the inner bearing 5 and via its inner ring in the output shaft 1 , Between spacer sleeve 8th and output shaft 1 are rectangular seals 9 arranged for an unspecified coupling feed.

11
Abtriebswelleoutput shaft
1a1a
Wellenstummelstub shaft
22
Getriebegehäusegearbox
2a2a
ringförmiger Vorsprungannular head Start
33
Abtriebsflanschoutput flange
44
Nutmutterring nut
55
SchrägkugellagerAngular contact ball bearings
5'5 '
Druckliniepressure line
66
SchrägkugellagerAngular contact ball bearings
6'6 '
Druckliniepressure line
77
EinstellscheibeFocusing
88th
DistanzhülseStand Off
8a8a
Stirnflächeface
8b8b
Stirnflächeface
99
RechteckdichtringeRectangular seals
bb
Lagerbasisbearing base

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102006009622 A1 [0001, 0002, 0010] - DE 102006009622 A1 [0001, 0002, 0010]

Claims (6)

Anordnung zur Lagerung einer Abtriebswelle (1) eines Automatgetriebes, wobei die Abtriebswelle (1) als Stegwelle eines abtriebsseitigen Planetenradsatzes ausgebildet und gegenüber einem Getriebegehäuse (2) über ein erstes und ein zweites Wälzlager (5, 6) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager als Schräglager (5, 6) in O-Anordnung, d. h. mit schräg nach außen verlaufenden Drucklinien (5', 6') ausgebildet sind.Arrangement for mounting an output shaft ( 1 ) of an automatic transmission, wherein the output shaft ( 1 ) formed as a web shaft of a driven-side planetary gear set and with respect to a transmission housing ( 2 ) via a first and a second rolling bearing ( 5 . 6 ) is supported, characterized in that the rolling bearings as angular contact bearings ( 5 . 6 ) in O arrangement, ie with obliquely outwardly extending pressure lines ( 5 ' . 6 ' ) are formed. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräglager als Schrägkugellager (5, 6) ausgebildet sind.Arrangement according to claim 1, characterized in that the angular contact bearings as angular contact ball bearings ( 5 . 6 ) are formed. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräglager (5, 6) als Kegelrollenlager ausgebildet sind.Arrangement according to claim 1, characterized in that the angular contact bearings ( 5 . 6 ) are designed as tapered roller bearings. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägkugellager (5, 6) jeweils einreihig ausgebildet sind und Außenringe aufweisen, die gegeneinander und am Getriebegehäuse (2, 2a) abgestützt sind.Arrangement according to claim 2, characterized in that the angular contact ball bearings ( 5 . 6 ) are each formed in a single row and have outer rings which against each other and on the transmission housing ( 2 . 2a ) are supported. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, das das Getriebegehäuse (2) aus einem Aluminiumwerkstoff und die Abtriebswelle aus einem Stahlwerkstoff hergestellt sind, dass zwischen den Außenringen der Schrägkugellager (5, 6) eine Distanzhülse (8) aus Stahl angeordnet ist, die sich einerseits an einem Außenring und andererseits an einem axialen Anschlag (2a) des Getriebegehäuses (2) abstützt.Arrangement according to claim 4, characterized in that the transmission housing ( 2 ) are made of an aluminum material and the output shaft of a steel material that between the outer rings of the angular contact ball bearings ( 5 . 6 ) a spacer sleeve ( 8th ) is arranged made of steel, which on the one hand on an outer ring and on the other hand on an axial stop ( 2a ) of the transmission housing ( 2 ) is supported. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenringe der Schräglager (5, 6) mittels eines auf der Abtriebswelle (1) angeordneten Abtriebsflansches (3) und einer Sicherungsmutter (4) über die Außenringe auf der Abtriebswelle (1) verspannt sind.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the inner rings of the angular contact bearings ( 5 . 6 ) by means of a on the output shaft ( 1 ) arranged output flange ( 3 ) and a locknut ( 4 ) via the outer rings on the output shaft ( 1 ) are braced.
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