DE2951234A1 - Lageranordnung mit zwei im gegenseitigen axialen abstand zwischem dem rotor und dem gestellfesten gehaeuse eines differentialgetriebes angeordneten waelzlager - Google Patents

Lageranordnung mit zwei im gegenseitigen axialen abstand zwischem dem rotor und dem gestellfesten gehaeuse eines differentialgetriebes angeordneten waelzlager

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DE2951234A1 DE19792951234 DE2951234A DE2951234A1 DE 2951234 A1 DE2951234 A1 DE 2951234A1 DE 19792951234 DE19792951234 DE 19792951234 DE 2951234 A DE2951234 A DE 2951234A DE 2951234 A1 DE2951234 A1 DE 2951234A1
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Description

Γ P AT E N TA,si WÄLT E 2951 2 3 A
DR.-ING. R. DÖRING - 3 - DIPL.PHYS. DR. J. FRICKE
BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN
Dana Corporation
45 Dorr Street
Toledo, Ohio/USA
Lageranordnung mit zwei im gegenseitigen axialen Abstand zwischen dem Rotor und dem gestellfesten Gehäuse eines Differentialgetriebes angeordneten Wälzlager
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit zwei im gegenseitigen Abstand zwischen dem Rotor und dem gestellfesten Gehäuse eines Differentialgetriebes, insbesondere von Kraftfahrzeugen, angeordneten Wälzlagern.
Die Verbesserungen bei Differentialgetrieben der in Frage stehenden Art haben sich in den letzten Jahren hauptsächlich auf Modifikationen gerichtet, die entweder die Vereinfachung der Herstellung zum Ziel hatten oder aber die Vereinfachung des Zusammenbaus und eine Verringerung der damit verbundenen Kosten.
Eines der ständigen Probleme bei dem Zusammenbau von Differentialgetrieben für Kraftfahrzeuge ist die Montage der Lager in dem Dif- _ ferentialgehäuse in einer solchen Weise, daß das axiale Spiel des
Rotors eleminiert wird, während gleichzeitig ein zuverlässiger L J
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sauberer Eingriff des zugehörigen Zahnringes des Rotors mit dem Antriebsritzel erreicht wird. Man hat zur Lösung dieser Doppelprobleme relativ komplizierte teuere Konstruktionen vorgeschlagen (vergl. US-PS 3 77o 994), um eine axial einstellbare Montage der Lagereinheiten zu gewährleisten. Dabei erhielt man jedoch eine Anordnung von wesetnlich höheren Kosten und zwar sowohl in der Herstellung der Komponenten, als auch bezüglich des Zusammenbaus.
Hinzu kommt, daß die bekannten Lageranordnungen für Differentiale keine ausreichende Lagersteifigkeit bei schweren Belastungen zeigen. Das bedeutet, daß ein Teil der Lageranordnung, insbesondere die Lagerhalterungskappe unter der Übertragung schwerer Kräfte zur Seite gedrängt wurden, so daß die optimale Fluchtungsstellung der Zahnräder, wie sie bei fehlender Belastung oder mäßigen Belastungen erreicht wird, nicht mehr vorliegt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung hier Abhilfe zu schaffen und eine Lageranordnung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß sowohl die Herstellungs- als auch Montagekosten niedrig gehalten werden können, die Herstellung und Montage einfach ist und unter allen Umständen sowohl das axiale Spiel zwischen Rotor und Gehäuse eliminiert als auch ein sauberer Eingriff der Zähne des Ringzahnrades und des Ritzels gewährleistet ist, wobei die Lageranordnung zugleich
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auch schwere Lasten ohne Verformungen und ohne Gefährdung des sauberen Eingriffspiels aufnehmen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Wälzlager mit der Hälfte des Umfanges in eine halbzylindrische Ausnehmung des Gehäuses und mit der freiliegenden Hälfte in einen kappenförmigen, sich über 18o erstreckenden Halteteil aufgenommen ist, der an einer halbkreisförmigen, axial weisenden Fläche im axialen Abstand vom Lager anliegt und zwei Langlöcher für den Durchtritt von Befestigungslöchern aufweist, die in zwei Gewindebohrungen beiderseits der halbzylindrischen Ausnehmung schraubbar sind und daß eine axial einstellbare Einrichtung zum Ausgleich des axialen Spiels zwischen Rotor und Gehäuse vorgesehen ist.
Mit dieser Anordung läßt sich auf einfache und billige Weise jedes axiale Spiel zwischen dem Differentialträger oder Gehäuse und dem Rotor ausschalten,während zur gleichen Zeit eine saubere Eingriffsstellung zwischen dem Zahnring und dem Ritzel gewährleistet ist. Die neue Lageranordnung läßt sich billig herstellen und zusammenbauen und eignet sich daher ganz besonders für Kraftfahrzeugdifferentialgetriebe. Der halbzylindrische, kappenförmige Halteteil kann dabei mit einer bearbeiteten Stirnfläche sich gegen eine vorbestimmte jedoch nicht bearbeitete nach innen vorspringende radiale Schulter in dem stationären Gehäuse zur Anlage kommen. Der zuverlässige Zusam-
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menbau und die Sicherung der Kraftaufnahme kann weiter durch die Schraubbolzen gewährleistet werden, die jedoch die einstellbare Einrichtung nicht behindern, da sie durch Langlöcher oder Längsschlitze in dem Halteteil greifen.
Die genaue Passung wird dabei zweckmäßigerweise so erzielt, daß die halbzylindrische Ausnehmung bei mittels der Bolzenvormontierten Halteteil in dem Gehäuse eingearbeitet ist. Dadurch wird eine zuverlässige Passung der das Lager insgesamt aufnehmenden Ausnehmung und Flächen sichergestellt.
Dadurch daß der Halteteil starr an der innen vorspringenden radialen Schulter des Gehäuses anliegt, wird eine hohe Steifigkeit der Lageranordnung auch unter schweren Lasten erzielt. Wegen der hohen Steifigkeit sind Ausbiegungen oder Verformungen der Lagerteile weitgehend ausgeschaltet, so daß auch die eingestellte optimale Eingriffsfluchtung der Zahnräder auch bei übertragung großer Kräfte zuverlässig erhalten bleibt.
Um einerseits zuverlässig das axiale Spiel zwischen Rotor und Gehäuse aufnehmen und eliminieren zu können und andererseits die optimale Eingriffsstellung der Zahnelemente zu gewährleisten ist die Anordnung zweckmäßigerweise so getroffen, daß die einstellbaren Einrichtungen beiderseits des Rotors zur Einstellung der Eingriffstiefe zwischen Zahnring und Ritzel gegenläufig einstellbar sind.
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Die einstellbare Einrichtung kann in einfacher Weise einsetzbare Einlegscheiben aufweisen, die nach Eliminierung des axialen Spiels aber nach ungenauem Eingriff der Zahnräder von einer Seite zur anderen Seite des Rotors umgewechselt werden können, um ohne Veränderungen des axialen Zustandes zwischen Rotor und Gehäuse die Eingriffstiefe der Zähne zu verändern. Es kann aber auch als Widerlager ein axial schraubbarer Anschlag vorgesehen sein, der gemeinsam in der Lagerausnehmung des Gehäuses und der Innenseite des schalenförmigen Halteteils schraubbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an zwei AusfUhrungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Differentialgetriebes mit einer Lageranordnung nach der Erfindung, teilweise im Längsschnitt;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie II/II der Fig. 1;
Fig. 3 und A den Halteteil in axialer und radialer Ansicht;
Fig. 5 im Ausschnitt einen Längsschnitt durch ein Differentialgetriebe mit abgewandelter Lagerausbildung
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Fig. 6 in Stirnansicht einen Einzelteil der Lageranordnung nach Fig. 5.
In den Ausführungsbeispielen ist ein typisches Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge wiedergegeben. Dieses weist ein stationäres Differentialgehäuse 1o auf, das in üblicher Weise die angetriebenen Laufradhalbachsen 12 der Hinterradachse des Kraftfahrzeuges und das Krafteingangsritzel 14 umgibt. Das Ritzel 14 ist am Ende einer nicht dargestellten Antriebswelle angeordnet und steht mit einem ringförmigen Zahnrad 16 in Eingriff, das mittels Bolzen 18 am Umfang eines Rotors 2o angeordnet ist. Der Rotor ist mit Ausnahme der besonderen Art und Weise der Lagerung in dem Gehäuse Io von üblicher Ausbildung. Der Rotor 2o umfaßt mehrere Planetenräder 22 die jeweils mit sich gegenüberliegenden Ausgangszahnrädern 24 in Eingriff stehen, die ihrerseits jeweils mit den Hinterradachsten 12 in fester Antriebsverbindung stehen. Zwischen jedem Ausgangszahnrad 24 und einer ringförmigen angrenzenden sich radial erstreckenden Wand 2oa des Rotors 2o ist eine Begrenzungsschlupfkupplung 26 vorgesehen, die in üblicher Weise durch Federvorspannung belastet ist und einen übermäßigen Schlupf eines Rades gegenüber dem anderen Rad unterbinden soll.
Der Rotor 2o endet seitlich jeweils in zylindrischen Naben oder Vorsprüngen 2ob, welche mit engem Sitz den inneren Lauf-
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ring 3oa einer vormontierten Wälzlageranordnung 3o aufnehmen. Die Lager dienen zur drehbaren Montage des Rotors 2o jeweils in einer halbzylindrischen Ausnehmung 1oa, die in dem Gehäuse 1o eingearbeitet ist. Axial außerhalb der Ausnehmung 1oa weist das Gehäuse 1o eine halbkreisförmige nicht bearbeitete radial verlaufende Stirnfläche 1oc auf. Diese steht in Eingriff mit einer nicht bearbeiteten, also vom Gießen her rührenden Stirnfläche 4oa eines halbzylindrischen kappenförmigen Halteteils 4o, der die freiliegende Hälfte des äußeren Laufrings 3ob des Wälzlagers 3o mit engem Sitz aufnimmt. Dieser Eingriff bestimmt somit die axiale Lage des Wälzlagers 3o in Bezug auf das Gehäuse 1o.
Es ist jedoch ersichtlich, daß beispielsweise durch Aufsummierung von Toleranzwerten, die vom Guß und von der Bearbeitung herrühren, die Wahrscheinlichkeit gering ist, daß bei alleiniger Bestimmung der axialen Lage des Rotors 2o durch die Anlage des Halteteils Ao an der Stirnwand 1oc jedes axiale Spiel des Rotors 2o im Gehäuse 1o vermieden werden kann. Selbst wenn dies möglich wäre ist doch ersichtlich, daß auch bei ausreichend genauer axialer Stellung des Rotors gegenüber dem Gehäuse keine Gewähr dafür besteht, daß der Zahnkranz 16 mit dem Ritzel 14 ordnungsgemäß oder optimal in Eingriff steht.
Aus diesem Grunde ist jedes Wälzlager 3o und die zugehörige Lageranordnung einschließlich des Halteteils 4o so konstruiert
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- 1o -
und zusammengebaut, wie dies im einzelnen in den Fig. 2 bis 6 an verschiedenen Ausfuhrungsbeispielen erläutert ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis A ist der Halteteil Ao am Bodenabschnitt des stationären Gehäuses Io nahe der halbkreisförmigen Ausnehmung 1oa befestigt und zwar mit Hilfe von zwei Bolzen A1. Diese greifen jeweils in Gewindebohrungen 1o d ein, die im Gehäuse 1o beiderseits der halbkreisförmigen Ausnehmung vorgesehen sind. Einstückig angeformte seitliche Ohren 4o b sind an jedem Ende des halbkreisförmigen Halteteils Ao vorgesehen. In diesen Ohren 4o b sind in axialer Richtung langgestreckte oder oval geformte Schlitze oder Öffnungen Ao c vorgesehen, durch die jeweils ein Bolzen A1 greift. Auf diese Weise erreicht man eine starre Montage des Halters Ao an dem Gehäuse 1o, wobei die Stirnfläche Aoa des Halteteils Ao in enger Anlage mit der inneren vorspringenden radial orientierten Fläche 1o c des Differentialgehäuses 1o gewährleistet ist und zwar unabhängig von Gießtoleranzen oder Aufsummierung von anderweitigen Toleranzwerten.
Die langgestreckte Ausbildung der Ausnehmungen oder Löcher Ao c in dem Halteteil Ao gestattet es, daß der Halteteil Ao mit dem stationären Differentialgehäuse Ao vormontiert wird, worauf die halbzylindrische Bohrung 1o a in dem Differentialgehäuse 1o und die damit zusammenwirkende halbzylindrische Bohrung Ao d in dem Halteteil Ao gemeinsam bearbeitet werden. Dies stellt einen
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engen genau fluchtenden Sitz des äußeren Laufringes 3o b des Wälzlagers 3o in der halbzylindrischen Bohrung 1o a des Gehäuses 1o und in der halbzylindrischen Ausnehmung Ao d in dem Halteteil Ao sicher. Außerdem wird dadurch eine solide axiale Sicherung des Wälzlagers 3o in dem Gehäuse 1o erreicht.
Der Halteteil 4o kann dann abgenommen werden. Darauf wird der Nabenabschnitt 2o a des Rotors 2o in die Bohrung des inneren Laufringes 3o a des Wälzlagers 3o eingeführt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 wird darauf eine Anzahl von Beilegscheiben 5o zwischen der radial inneren Stirnfläche 3o c des Wälzlagers 3o und der ringförmigen Seitenwand 2o c des Rotors 2o eingesetzt. Man geht entsprechend vor bei der Herstellung der Lageranordnung auf der anderen Stirnseite des Rotors 2o. Man sorgt dafür, daß im wesentlichen eine gleiche Anzahl von kreisförmigen und Beilegscheiben 4o in der gleichn relativen Stellung jeweils zwischen einem Wälzlager 3o und der korrespondierenden Stirnwand 2o c des Rotors eingesetzt wird. Darauf werden die Lager 3o in die halbkreisförmigen Gehäuseausnehmungen 10 a eingesetzt und zwar bis zur Anlage an die Stirnwände 1o c. Danach werden die kappenförmigen Halteteile auf die freiliegenden Umfangsabschnitte der Lager 3o aufgesetzt und die Bolzen 41 festgezigen. Da jede Lagereinheit 3o sicher gegen jede axiale Verschiebung gesichert sind und zwar aufgrund der Anlage der Stirnfläche 4o a des Halteteils 4o an der inneren vorspringenden radialen Fläche 1o c des Gehäuses 1o, ist ersicht-
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lieh, daß durch einsetzen einer ausreichenden Anzahl von Beilegscheiben 5o jedes axiales Spiel des Rotors 2o gegenüber dem GEhäuse 1o eliminiert werden kann.
Die starre Anlage des Halteteils 4o gegen die radiale Stirnfläche 1o c des Gehäuses 1o sorgt für eine starre Lagerung, die weger ausbiegt noch nachgibt, selbst wenn schwere Lasten durch das Getriebe übertragen werden müssen.
Der Grund zur Anwendung von im wesentlichen gleichen Zahlen von Beilegscheiben 5o auf jeder Seite des Rotors 2o besteht darin, ein bequemes Mittel zur Sicherung des genauen Eingriffes des Ringzahnrades 16 mit dem Eingangsritzel 14 zu erhalten. Nach Vollendung der Montage kann dann, wenn der Eingriff zwischen Ritzel 14 und Zahnring 16 nicht genau der geforderten Stellung entspricht, eine oder mehr als eine der Beilegscheiben 5o von der einen Rotorseite zur anderen Seite des Rotors 2o umgesetzt werden. Dadurch erhält man ohne Veränderung des axialen Spiels eine Verschiebung der Stellung der Zähen des Zahnringes 16 gegenüber den Zähnen des Ritzels 14.
Bei dem AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 ist die einstellbare Einrichtung zur Veränderung der Eingriffsstellung der Zähne zwischen Ritzel und Zahnring anders ausgebildet. Hierbei ist eine ringförmige Scheibe 6o vorgesehen, welche einen äußeren Umfangsabschnitt 6o a mit Gewinde aufweist, welche mit Ge-
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winde 61 in der halbzylindrischen Ausnehmung 1o a bzw. Ao d des Gehäuses bzw. des Halteteils in Eingriff steht. Die Gewinde -61 sind zweckmäßigerweise zur gleichen Zeit eingearbeitet, zu der auch die Bohrungen Ao d und 1o a hergestellt werden, d. h. bei einer Vormontage des Halteteils Ao an dem Gehäuse 1o.
Die Scheibe 16 ist im Querschnitt L-förmig. Der radial verlaufende Abschnitt 6o b weist mehrere in Umfangsrichtung im Abstand angeordnete Bohrungen 6o e auf, in die ein Spannwerkzeug eingesetzt werden kann, um eine Drehung des Scheibenkörpers 6o gegneüber dem Gehäuse 1o zu ermöglichen. Dadurch kann man die axiale Stellung des Lagers 3o verändern, ebenso wir die axiale Stellung des Rotors 2o, um so die optimale Eingriffsstellung der Zähne des Ringes 16 und der Zähne des Ritzel 14 zu gewähr leisten.
Bei dieser Ausführung ergeben sich einige Vorteile. So ist ersichtlich, daß die Stirnfläche Ao a des Halteteils Ao weiterhin an der radialen Stirnfläche 1o c des Gehäuses 1o anliegt. Dadurch ist jede Verschiebung oder Ausbiegung der Lageranordnung auch bei hohen Lasten ausgeschlossen.
Aus der vorangehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die neue Lageranordnung eine rasche, bequeme und genaue Montage des Rotors des Differentialgetriebes in genauer axialer Stellung gegenüber dem festen Differentialgehäuses möglich ist, um so jedes stirnseitige Spiel des Rotors im Gehäuse zu eli-
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-laminieren. Gleichzeitig ist die Möglichkeit geschaffen, einen zuverlässigen genauen Eingriff der Zähne des Zahnringes des Rotors mit dem die Antriebskraft einleitenden Ritzel zu ermöglichen, ohne daß bei einer solchen Einstellung erneut axiales Spiel zwischen Rotor 2o und Gehäuse 1o eingeführt wird. Es sind auch keine zusätzlichen Komponenten außer des Halteteils Ao als die axiale Stellung des Rotors bestimmendes Glied notwendig. Hierbei ist von besonderem Vorteil die Tatsache, daß die zylindrische Ausnehmung des Gehäuses auf jeder Seite des Rotors bearbeitet werden kann, wenn der Halteteil Ao sich in der Einbaustellung befindet. Die Befestigung des Halteteils an dem stationären Gehäuse für einen SDlchen Bearbeitungsvorgang ist leicht auszuführen und zwar unabhängig davon, ob irgendwelche Aufsummierungen von Toleranzen vom Gießvorgang oder Bearbeitungsvorgang vorliegen oder nicht. Dies wird ermöglicht durch die Anordnung von axial langgestreckten Bolzenlöchern in den Montageohren der Halteteile.
Der starre Eingriff des Halteteils an der innen vorspringenden radialen Wand des stationären Gehäuses 1o eliminieren zuverlässig jede Verschiebung oder Ausbiegung der Lageranordnung unter Last. Dadurch wird sichergestellt, daß die verschiedenen Elemente des Differentialgetriebes ihre optimale Eingriffsstellung auch unter Last beibehalten.
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Claims (5)

  1. Ansprüche
    ( 1.!Lageranordnung mit zwei im gegenseitigen axialen Abstand zwisehen dem Rotor und dem gestellfesten Gehäuse eines Differenzialgetriebes, insbesondere von Kraftfahrzeugen angeordneten Wälzlagern, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wälzlager (3o) mit der Hälfte des Umfanges in eine halbzylindrische Ausnehmung (1oa) des Gehäuses (Ίο) und mit der freiliegenden Hälfte in einem kappenförmigen, sich über 18o erstreckenden Halteteil (4o) aufgenommen ist, der an einer halbkreisförmigen, axial weisenden Fläche (1oc) des Gehäuses im axialen Abstand vom Lager (3o) anliegt und zwei Langlöcher (4o c) für den Durchtritt von Befestigungsbolzen (41) aufweist, die in zwei Gewindebohrungen (1o d) beiderseits der halbzylindrischen Ausnehmung (1o a) schraubbar sind, und daß eine axial einstellbare Einrichtung (5o bzw 6o) zum Ausgleich des axialen Spiels zwischen Rotor (2o) und Gehäuse (1o) vorgesehen ist.
  2. 2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Einrichtung mehrere ringförmige ■ Beilegscheiben (5o) jeweils zwischen einer stirnseitigen An-
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    ORIGINAL INSPECTED
    lagefläche (2o c) des Rotors und dem angrenzenden Lager (3o) aufweist.
  3. 3. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -
    ζ ei c h η e t, daß die einstellbaren Einrichtungen jeweils eine axial schraubbare Anschlagscheibe (6o) zwischen der äußeren Stirnseite (1o c) der Ausnehmung (Io a) und dem zunächstliegenden Wälzlager (3o) aufweist.
  4. 4. Lageranorndung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
    3, dadurch gekennzeichnet, daß die halbzylindrische Anordnung (1o c) bei mittels der Bolzen (41) vormontiert im Halteteil (4o) in das Gehäuse (1o) eingearbeitet ist.
  5. 5. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
    4, für Differentialgetriebe mit einem Zahnring, der konzentrisch an dem Rotor vorgesehen ist und mit einem Antriebsritzel in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbaren Einrichtungen (5o, 6o) beiderseits des Rotors (2o) zur Einstellung der Eingriffstiefe zwischen Zahnring (16) und Ritzel (14) gegenläufig einstellbar sind.
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DE19792951234 1979-01-11 1979-12-19 Lageranordnung mit zwei im gegenseitigen axialen abstand zwischem dem rotor und dem gestellfesten gehaeuse eines differentialgetriebes angeordneten waelzlager Withdrawn DE2951234A1 (de)

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