DE2918601A1

DE2918601A1 - Waelzlagerkaefig fuer ein pilotlager in einem kraftfahrzeug-wechselgetriebe

Info

Publication number: DE2918601A1
Application number: DE19792918601
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Industriewerk Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1979-05-09
Filing date: 1979-05-09
Publication date: 1980-11-20

Description

Wälzlagerkäfig für ein Pilotlager in einem
Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig für ein Pilotlager in einem Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe, der in mehreren über den Umfang verteilten Taschen zylindrische Wälzkörper enthält.
Bei bekannten Kraftfahrzeug-Wechselgetrieben, bei denen von einer Getriebeeingangswelle eine dazu parallele Vorgelegewelle über ein Zahnradpaar angetrieben wird, von welcher aus andererseits über mehrere schaltbare Zahnradpaare eine zur Getriebeeingangswelle gleichachsig verlaufende Getriebeausgangswelle angetrieben wird, ist die Getriebeausgangswelle mittels eines sog. Pilotlagers in der Getriebeeingangswelle gelagert. Für derartige Pilotlagerungen haben sich Wälzlagerkäfige, welche zylindrische Wälzkörper enthalten, bewährt.
In den unteren, stark untersetzten Gangstufen, bei welchen die Getriebeeingangs- und -ausgangswelle mit unterschiedlichen Drehzahlen umlaufen, ist dieses Pilotlager mit mehr oder minder großen Radialkräften beaufschlagt, welche aus den Zahnkräften der jeweils in Eingriff befindlichen Zahnräderpaare herrühren. Im sog. direkten Gang, bei welchem die Getriebeeingangs- und -ausgangswelle mit gleicher Drehzahl umlaufen, bei welcher sich also das Pilotlager außer Betrieb befindet, werden in dieser Lagerstelle praktisch keine Radialkräfte wirksam.
In diesem Betriebszustand macht sich jedoch ein Nachteil bemerkbar, welcher zu Beschädigungen an dem Pilotlager, insbesondere an den mit den zylindrischen Wälzkörpern zusammenwirkenden Wälzkörperlaufbahnen führt.
Die Getriebeausgangswelle ist über weitere Wellen und Getriebe mit den Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges verbunden, wobei zwischen einzelne Wellenstränge Kreuzgelenke oder sonstige winkelbewegliche Wellenkupplungen eingeschaltet sind. Aus den bekannten ungleichmäßigen Bewegungsabläufen derartiger Wellenkupplungen resultieren Schwingungen, welche sich auf die Getriebeausgangswelle übertragen und diese in leichte Längsvibrationen versetzen. In dem oben beschriebenen Zustand, in welchem die Getriebeeingangs- und -ausgangswelle mit gleicher Drehzahl rotieren, bedeutet dies, daß die Getriebeausgangswelle unter Einwirkung dieser Längsvibrationen auf den zylindrischen Wälzkörpern des Pilotlagers rutscht und dabei örtlicher Verschleiß, sog. Riffel an den Wälzkörperlaufbahnen entstehen. Diese Riffelbildung führt zu einem vorzeitigen Ausfall des Wälzlagers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine einfache technische Maßnahme ohne herstellungsmäßigen Mehraufwand den beschriebenen Nachteil zu beseitigen.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß wenigstens drei über den Umfang des Käfigs verteilte Taschen anstelle von zylindrischen Wälzkörpern zweite Wälzkörper enthalten, a) deren Durchmesser geringfügig größer als der der zylindrischen Wälzkörper ist, b) die unter Radiallast eine flachere Federkennlinie als die zylindrischen Wälzkörper besitzen und c) die eine geringfügige gegenseitige Axialverschiebung von dem Käfig zugeordneten inneren und äußeren Laufbahnen zulassen, ohne daß zwischen diesen Wälzkörpern und den Laufbahnen Gleitreibung auftritt.
Die zweiten Wälzkörper können beispielsweise durch Kugeln gebildet werden. Es ist jedoch auch möglich, hierfür aus Draht gewickelte Hohlzylinder zu verwenden. Beiden Wälzkörperarten ist gemeinsam, daß sie unter Radiallast eine flachere Federkennlinie als die zylindrischen Wälzkörper besitzen und daß sie eine geringfügige gegenseitige Axialverschiebung von dem Käfig zugeordneten inneren und äußeren Laufbahnen zulassen, ohne daß zwischen ihnen und den Laufbahnen Gleitreibung auftritt.
Das letztere ist im Falle von Kugeln selbstverständlich, denn diese können auf beiden Laufbahnen abrollen. Bei Verwendung von aus Draht gewickelten Hohlzylindern wird jedoch dieses Merkmal ebenfalls erfüllt, denn bei gegenseitiger Axialverschiebung der zugeordneten Laufbahnen werden die einzelnen Windungen des Hohlzylinders unter geringfügiger Änderung ihrer Steigung ebenfalls auf den Laufbahnen abwälzen.
In dem oben beschriebenen Betriebszustand, in welchem auf das Lager praktisch keine Radialkräfte einwirken, werden bei Anwendung des erfindungsgemäßen Wälzlagerkäfigs nur die in den drei Taschen des Käfigs angeordneten Wälzkörper zum Tragen kommen und auch durchaus imstande sein, die geringen Radialkräfte zu übertragen. Unter Einwirkung der Längsvibrationen der Getriebeausgangswelle werden nun diese Wälzkörper (Kugeln bzw. aus Draht gewickelte Hohlzylinder) an den beiden ihnen zugeordneten Wälzkörperlaufbahnen abwälzen, also eine Verschiebung der beiden Wellen ohne gleitende Reibung zulassen.
Dadurch, daß auf diese Weise jegliche gleitende Reibung vermieden ist, kann auch kein Verschleiß, also keine Riffelbildung auftreten.
Wird nun in einem solchen Getriebe eine niedrigere Gangstufe eingeschaltet, dann steigt die auf das Pilotlager wirkende Radialkraft an und es kommen dann die zylindrischen Wälzkörper, welche geringfügig kleiner als die anderen Wälzkörper sind, zum Tragen. Bedingt durch die stark unterschiedlichen Federkennlinien, welche zylindrische Wälzkörper einerseits und Kugeln bzw. aus Draht gewickelte Hohlzylinder andererseits unter Radiallast haben, ist dies ohne weiteres möglich, ohne daß dabei Beschädigungen durch die nun stärker belasteten Kugeln bzw. aus Draht gewickelten Hohlzylinder zu befürchten wären.
Es versteht sich, daß der Durchmesserunterschied zwischen den zylindrischen Wälzkörpern einerseits und den zweiten Wälzkörpern andererseits in Anpassung an die jeweils vorliegenden Betriebsverhältnisse von Fall zu Fall vorgenommen werden muß.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe, Fig. 2 und 3 zwei unterschiedliche Ausführungen von Wälzlagerkäfigen gemäß der Erfindung in perspektivischer Darstellung und Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt durch ein Pilotlager unter Verwendung eines Käfigs gemäß Fig. 3.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten bekannten Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe wird das Drehmoment über die Getriebeeingangswelle 1 eingeleitet und durch ein Zahnräderpaar 2-3 auf die Vorgelegewelle 4 übertragen. Durch die weiteren Zahnräderpaare 5-6, 7-8 und 9-10 steht die Vorgelegewelle 4 wiederum in Verbindung mit der Getriebeausgangswelle 11. An ihrem der Getriebeeingangswelle 1 zugekehrten Ende ist die Getriebeausgangswelle 11 mittels des Pilotlagers 12 in einer Bohrung der Getriebeeingangswelle 1 gelagert.
Der in Fig. 2 dargestellte, gemäß der Erfindung für das Pilotlager 12 vorgesehene Wälzlagerkäfig 13 enthält in an sich bekannter Weise in mehreren über den Umfang verteilten Taschen zylindrische Wälzkörper 14. In drei gleichmäßig über den Umfang verteilten Taschen sind anstelle der zylindrischen Wälzkörper 14 Kugeln 15 untergebracht, welche einen gegenüber den zylindrischen Wälzkörpern 14 größeren Durchmesser aufweisen.
Der in Fig. 3 dargestellte Wälzlagerkäfig unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 lediglich dadurch, daß er anstelle von Kugeln aus Draht gewickelte Hohlzylinder 16 enthält. Deren Anordnung und Wirkungsweise läßt sich deutlicher aus Fig. 4 erkennen, die einen Teil-Längsschnitt durch die Pilotlagerung entsprechend Fig. 1 wiedergibt. In dem Zahnrad 2 ist der Endzapfen der Getriebeausgangswelle 11 unter Einschaltung eines erfindungsgemäßen Käfigs 13 gelagert. Der Schnitt geht durch eine Tasche, die als Wälzkörper einen aus Draht gewickelten Hohlzylinder 16 enthält. Die Zeichnung läßt erkennen, daß bei einer geringfügigen Axialverschiebung zwischen dem Zahnrad 2 und der Getriebeausgangswelle 11 die einzelnen Windungen dieses Wälzkörpers auf den beiden Laufbahnen abwälzen können, ohne daß Gleitreibung auftritt.
Es versteht sich, daß es im Rahmen der Erfindung auch möglich ist, in Abweichung von den dargestellten Ausführungsbeispielen die zylindrischen Wälzkörper einerseits und die zweiten Wälzkörper andererseits in getrennten Reihen in einem gewissen axialen Abstand voneinander im Käfig unterzubringen, bzw. letzlich sogar die beiden Wälzkörperarten in voneinander getrennten, axial nebeneinanderliegenden Käfigen anzuordnen. Diese Arten der Käfigausbildung mit zwei nebeneinanderliegenden Wälzkörperreihen bietet sich insbesondere dann an, wenn durch die in den Ausführungsbeispielen dargestellte einreihige Anordnung die vom Lager erwartete Tragfähigkeit nicht zu erreichen ist.

Claims

Ansprüche 1.

W Wälzlagerkäfig für ein Pilotlager in einem Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe, der in mehreren über den Umfang verteilten Taschen zylindrische Wälzkörper enthält, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei über den Umfang des Käfigs (13) verteilte Taschen anstelle von zylindrischen Wälzkörpern (14) zweite Wälzkörper (15, 16) enthalten, a) deren Durchmesser geringfügig größer als der der zylindrischen Wälzkörper (14) ist, b) die unter Radiallast eine flachere Federkennlinie als die zylindrischen Wälzkörper (14) besitzen und c) die eine geringfügige gegenseitige Axialverschiebung von dem Käfig zugeordneten inneren und äußeren Laufbahnen (2, 11) zulassen, ohne daß zwischen diesen Wälzkörpern (15, 16) und den Laufbahnen (2, 11) Gleitreibung auftritt.
2. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Wälzkörper Kugeln (15) sind.
3. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Wälzkörper aus Draht gewickelte Hohlzylinder (16) sind.