EP1412216A1 - Radiallagerung für eine antriebswelle - Google Patents

Radiallagerung für eine antriebswelle

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Publication number
EP1412216A1
EP1412216A1 EP02758355A EP02758355A EP1412216A1 EP 1412216 A1 EP1412216 A1 EP 1412216A1 EP 02758355 A EP02758355 A EP 02758355A EP 02758355 A EP02758355 A EP 02758355A EP 1412216 A1 EP1412216 A1 EP 1412216A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
machine part
holder
radial bearing
groove
bearing according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02758355A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Jennes
Uwe Abraham
Pierre Simon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
INA Schaeffler KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INA Schaeffler KG filed Critical INA Schaeffler KG
Publication of EP1412216A1 publication Critical patent/EP1412216A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/22—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or type of main drive shafting, e.g. cardan shaft
    • B60K17/24—Arrangement of mountings for shafting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/06—Ball or roller bearings
    • F16C23/08—Ball or roller bearings self-adjusting
    • F16C23/082—Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface
    • F16C23/084—Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface sliding on a complementary spherical surface
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    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/067—Fixing them in a housing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • B60K5/04—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units with the engine main axis, e.g. crankshaft axis, transversely to the longitudinal centre line of the vehicle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C2226/00—Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
    • F16C2226/50—Positive connections
    • F16C2226/70—Positive connections with complementary interlocking parts
    • F16C2226/72—Positive connections with complementary interlocking parts with bayonet joints, i.e. parts are rotated to create positive interlock
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    • F16C2326/06—Drive shafts
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    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/042—Housings for rolling element bearings for rotary movement

Definitions

  • the present invention relates to a radial bearing for a drive shaft arranged in vehicles, in particular for a drive half-shaft, which connects the transmission with a driven front wheel in vehicles with a front-wheel drive.
  • Such vehicles with a built-in transverse to the direction of internal combustion engine are provided with cardan shafts of different lengths.
  • the propshaft largest length has to achieve the same flexion angle for the drive joints on a half drive, which is provided with a radial bearing.
  • the bearing used for this purpose is a roller bearing designed as a radial bearing, which is inserted via a holder in a machine part, in particular attached to the crankcase of the internal combustion engine.
  • the rolling bearing is used with a spherical surface in a corresponding spherical reception of the holder. This measure allows during assembly an automatic alignment of the rolling bearing in the holder in order to compensate for example, manufacturing tolerances.
  • US-A 4,413,701 shows a fixed to the engine block holder, for receiving a radial bearing, the inner ring is rotatably mounted on the drive half-shaft.
  • the drive half-shaft has Immediately at the output of the transmission, a universal joint, whereby an alignment of the radial bearing is unnecessary.
  • the arrangement of a further universal joint increases the component size and the assembly effort and thus the cost of the drive half-wave.
  • WO 97/43138 shows a radial bearing for a drive half-wave, consisting of two housing halves, in which a rolling bearing is used with a convex lateral surface in a spherical receptacle of the housing halves.
  • This shape of the holder allows during assembly an orientation of the radial bearing relative to the drive half-wave.
  • the attachment of the thrust bearing on the machine part by means of fittings.
  • the integrally connected with the housing halves, the rolling bearing on the outside enclosing flanges are provided with holes through which the holder is bolted to the machine part.
  • a radial bearing is provided, the holder comprises two housing halves, which are supported by shelves.
  • the shelves are further arranged in pairs with at least two diametrically opposite, radially aligned tabs. To attach the holder these tabs are positively connected to the machine part or attached to this.
  • radial bearing comprises a housing half, which together with the machine part forms a spherical receptacle on which the rolling bearing is supported and guided with a convex lateral surface.
  • This radial bearing also allows automatic alignment during assembly and also forms a component-optimized storage of the drive half-wave.
  • Advantageously also simplifies the assembly, whereby the cost of storage can be reduced.
  • the spherical receptacle in the machine part and the housing half is designed such that the rolling bearing is supported in each case in half on both components.
  • the inventions simplify the assembly according to claims 1 and 2, since the radial bearing including roller bearings and holder or housing half can be automated with the machine part completed. Especially for mass production, this creates a cost advantage.
  • a constructive embodiment of the invention provides a radial bearing, in which the machine part is provided for receiving the holder with axially aligned recesses or recesses extending from an end face to the annular groove in the machine part.
  • the position, size and number of recesses in the machine part is matched with the arrangement of the tabs on the housing halves of the holder.
  • an assembly sequence for the holder of the drive shaft bearing is provided, in which this is first supplied via the axially extending recesses in the machine part up to its annular groove. Subsequently, the holder including the integrated rolling bearing is rotated to a complete area coverage of the tabs in the annular groove.
  • the annular groove is introduced into the machine part such that during assembly the direction of rotation of the holder with respect to the machine part coincides with the direction of rotation of the drive shaft when the vehicle is traveling forwards. This ensures during vehicle operation that the direction of rotation of the drive shaft does not trigger any impulse for releasing the holder in the machine part.
  • the invention includes a tool which engages in a housing half.
  • a tool which engages in a housing half.
  • a claw key or a shaft nut key which engages positively in recesses of a housing half or cooperates with axially projecting knobs to rotate the holder including the integrated bearing to an end stop.
  • the invention includes a tapered annular groove.
  • the annular groove tapers from the axially extending recess in the machine part continuously over its entire length to the end stop. This measure causes a desired clamping effect and thus a permanent securing the tabs in the machine part.
  • the invention includes a snap connection or a Einclip- function between the tabs and the machine part.
  • the tabs of the holder snug against a mounted in the circumferential direction of the annular groove fuse.
  • this is an axially projecting into the annular snap-lug, for example, to locked a projection of the tab.
  • the invention includes a holder in which one or more tabs axially projecting nubs or noses, which engage in an end position in a preferably radially aligned groove or recess of the annular groove.
  • the invention includes an elastic, resiliently biased axially or radially directed retaining lug which is provided on at least one tab of the housing half.
  • the retaining lug is designed so that it latches in an end position in the region of the annular groove, on or in a corresponding recess on the machine part. This fuse realizes an insoluble direction of rotation independent connection between the holder and the machine part.
  • the radial bearing according to the invention also includes a holder which is attached via a bayonet-locking principle on the machine part.
  • the holder is secured, for example via two radially aligned fixing screws on the machine part.
  • an effective securing of the holder or a housing half can be achieved via a screw.
  • the flanges are provided on the outer circumference with an external thread, which engages an internal thread of the machine part in the region of the axially extending recess in a form-fitting manner.
  • tabs which are integrally provided on the outer periphery with right angles aligned legs.
  • a housing half is preferably provided with a plurality of symmetrically distributed circumferentially arranged legs which have an external thread on the outside, which can be screwed in a rotation of the holder in an internal thread of the machine part.
  • the preferably designed with a large pitch thread is tuned so that after a defined angle of rotation of the holder or the housing half bears against a contact surface of the machine part.
  • a position fixation of the holder or the housing half is provided in the end position of these components relative to the machine part. This is the leg on the provided free end with a radially biased snap-action nose, which engages positively in an end position in a groove of the machine part. This provides an effective position fixation of the holder with respect to the machine part, which can only be solved with a special tool.
  • the invention further includes a Verstif- tion, screwing or caulking.
  • the pinning or screwing can be done, for example, after a positional match of holes in the machine part and in the tabs.
  • the holder can be effectively fixed in position in an end position by means of a caulking of edge zones of the annular groove in the machine part.
  • An assembly simplification can be achieved by securing the housing halves of the holder to one another after a precompletion with the roller bearing, for example by means of a clip connection, in order to create a captive, precomplete structural unit.
  • Figure 1 shows a schematic structure of a known arrangement of half-shafts between a transmission and driven front wheels of a vehicle
  • Figure 2 in a view the radial bearing according to the invention integrated in a machine part
  • Figure 3 in a front view as an individual part of the holder of the radial bearing;
  • Figure 4 in a longitudinal section of the two housing halves comprehensive holder, in which a rolling bearing is integrated;
  • Figure 5 shows the machine part in a longitudinal section illustrating the annular groove and the axial recess
  • Figure 7a shows a detail of the machine part, which shows a securing of the tab in the annular groove
  • FIG. 7b shows the view "x" according to FIG. 7a
  • FIG. 8a shows an alternative embodiment of FIG. 7b securing the tab in the annular groove
  • FIG. 8b shows the view "y" according to FIG. 8a
  • FIG. 9b shows the design of the annular groove in the machine part in which the tab according to FIG. 9a is guided and secured
  • FIG. 10a shows the layout of a holder whose tab has an external thread with which it is screwed in the machine part
  • FIG. 10b shows the view "z" according to FIG. 10a
  • FIG. 11 shows a component-optimized radial bearing according to the invention. Detailed description of the drawings
  • FIG. 1 schematically shows a drive arrangement for a vehicle with front-wheel drive.
  • a drive unit 1 consisting of an internal combustion engine 2 and a transmission 3, via cardan shafts 4, 5 connected to the driven front wheels 6, 7. Due to an eccentric arrangement of the transmission 3 to a vehicle longitudinal axis, the propeller shaft 5 is made longer than the other propeller shaft 4.
  • the propeller shaft 5 is provided with a drive half-shaft 8 which is supported adjacent to a universal joint 9 by means of a radial bearing 10 on the internal combustion engine 2.
  • the radial bearing 10 comprises a holder 11, which is used in a machine part 12, is connected to the internal combustion engine 2.
  • FIG. 2 shows the structure of the radial bearing 10 which is supported on the internal combustion engine 2 via contact surfaces 20a, 20b and fastened by means of screw connections.
  • 16 existing holder 11 is used, in which a roller bearing 17 is integrated.
  • the half-drive shaft 8 is rotatably supported and learns about the radial bearing 10 a support.
  • the holder 11 is shown in the installed state or the installation position.
  • each housing half 15, 16 forms a rim 18, 19, on which tabs 14 which are directed partially radially outward adjoin.
  • the installation of a holder 11 according to FIG. 3 into the machine part 12 shown in FIG. 2 requires local axial recesses 21, which are introduced into the machine part 12 in accordance with the tab arrangement on the shelf 18 of the holder 11.
  • the introduced from the front side in the machine part 12 axial recesses 21 extend to a centrally disposed in the machine part 12 limited circumferential groove 22nd
  • the installation of the holder 11 with integrated roller bearing 17 in the machine part 12 provides the following assembly steps. First, the holder 11 is axially displaced in the machine part, before the holder 11 is rotated in the direction of arrow in Figure 2 within the groove 22 to an end stop 23.
  • the direction of rotation coincides with the direction of rotation of the drive half-shaft 8, as indicated by the arrow, so that the forward rotation of the vehicle, the rolling bearing 17 or the holder 11 is always acted upon in the direction of the end stop 23 by the drive half-shaft 8 and thus an automatic release prevents.
  • the housing halves 15, 16 of the holder 11 form on the inside a spherical receptacle 24, which corresponds to a correspondingly shaped crowned lateral surface 25 of the rolling bearing 17.
  • the housing halves 15, 16 are above ribs 18, 19 mutually supported.
  • the rims 18, 19 are preferably provided with partially symmetrically circumferentially distributed paired tabs 13, 14, via which the holder 11 is mounted in the machine part 12.
  • a rotation of the holder 11 in the groove 22 of the machine part 12 up to the end stop 23 takes place by means of a separate tool.
  • the housing half 16 is provided with end-side recesses 26, one of which is shown in Figure 4.
  • the longitudinal section through the machine part 12 shown in FIG. 5 shows the inner, partially arranged groove 22 and the associated axial recess 21 for the introduction and position fixing of the tabs 13, 14 according to FIG. 4.
  • FIG. 6 shows a groove 22 which, starting from the axial recess 22, tapers continuously up to the end stop 23.
  • the desired self-locking of the tabs 13, 14 is optimized by these are angephast matter on both sides in the region of the end face, to achieve an enlarged contact surface between the walls of the groove 22nd and the tabs 13, 14.
  • the tapered groove 22 have undercuts 37 which ensure a positive locking of the tabs 13, 14 in the groove 22.
  • FIGS. 7 a, 7 b show a fuse 30 introduced between the tabs 13, 14 and the machine part 12 in the region of the groove 22.
  • the designed as a detachable connection fuse 30 comprises laterally on the tabs 13, 14 exiting nubs 31, which engage in a corresponding semicircular depressions 32 and recesses 22 of the groove. Due to the rounded nubs 31 in conjunction with the corresponding, also rounded recess 32 of the holder 11 and thus the tabs 13, 14 can be released from this end position.
  • the machine part 12 is provided with a snap-in nose 27 projecting into the groove 22 and designed as a tooth, which in an end position of the lug 13 locks in a form-fitting manner in a correspondingly shaped recess 28 of the lug 13.
  • the thereby adjusting snap connection 29 forms a non-releasable securing the tabs 13, 14 in the machine part 12th
  • the tab 14 of the housing half 15 is provided with a resiliently biased, radially outwardly directed retaining lug 33, which in the installed state, for example in an undercut 38 or in a recess of the machine part 12, in the region of the groove 22nd locked.
  • FIGS. 10a, 10b A further securing of the holder 11 in the machine part 12 by means of a screw connection is shown in FIGS. 10a, 10b.
  • the tab 13 is integrally provided on the outer circumference with a right-angled leg 34 whose outer thread 35 corresponds to the internal thread 36 of the machine part 12. For mounting, an axial feed of the holder 11 to the machine part 12 takes place first, before the holder 11 rests against the system 39 by rotation.
  • a thread with a large pitch is preferably provided, so that even after a small angle of rotation of the holder 11 reaches the end position. Accordingly, no circumferential axial recess in the machine part 12 is required, but a partial, for example, the double arc of the tabs 13, 14 having recess 21 is sufficient.
  • the leg 34 at the end a radially outwardly resilient snap-action nose 42 which locks in a groove 41 of the machine part.
  • FIG. 11 shows the component-optimized radial bearing 40.
  • the components form the housing half 16 and the machine part 12 together a spherical receptacle 24, which corresponds to the spherical surface 25 of the roller bearing 17.
  • the housing half 16 is screwed into the internal thread 36 of the machine part 12 via the external thread 35 of the leg 34.
  • the snap-action nose 32 arranged at the end on the leg 34 locks positively in a groove 41 of the machine part 12.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radiallagerung (10) für eine Antriebshalbwelle (8) eines Fahrzeugs. Dabei ist ein die Antriebshalbwelle (8) umschliessendes Wälzlager (17) in einem Halter (11) eingesetzt, wobei der Halter (11) über Laschen (13, 14) formschlüssig in einem Maschinenteil (12) eingesetzt ist.

Description

Radial lagerung für eine Antriebswelle
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Radiallagerung für eine in Fahrzeugen angeordneten Antriebswelle, insbesondere für eine Antriebshalbwelle, die bei Fahrzeugen mit einem Frontantrieb das Getriebe mit einem an- getriebenen Vorderrad verbindet. Derartige Fahrzeuge mit einer quer zur Fahrtrichtung eingebauten Brennkraftmaschine sind mit Kardanwellen unterschiedlicher Länge versehen. Die Kardanwelle größter Länge weist zur Erzielung gleicher Beugewinkel für die Antriebsgelenke eine Antriebshalbwelle auf, die mit einer Radiallagerung versehen ist. Als Lagerung dient dazu ein als Ra- diallager ausgebildetes Wälzlager, welches über einen Halter in einem Maschinenteil eingesetzt, insbesondere an dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine befestigt ist. Das Wälzlager ist dabei mit einer balligen Mantelfläche in einer damit korrespondierenden sphärischen Aufnahme des Halters eingesetzt. Diese Maßnahme ermöglicht bei der Montage eine selbsttätige Ausrich- tung des Wälzlagers im Halter, um damit beispielsweise Fertigungstoleranzen zu kompensieren.
Hintergrund der Erfindung
Aus dem bekannten Stand der Technik sind unterschiedliche Radiallagerungen von Antriebshalbwellen bekannt. Die US-A 4,413,701 zeigt einen an dem Motorblock befestigten Halter, zur Aufnahme eines Radiallagers, dessen Innenring drehfest auf der Antriebshalbwelle befestigt ist. Die Antriebshalbwelle besitzt unmittelbar am Ausgang des Getriebes ein Kardangelenk, wodurch sich eine Ausrichtung des Radiallagers erübrigt. Die Anordnung eines weiteren Kardangelenks erhöht den Bauteileumfang und den Montageaufwand und damit die Kosten der Antriebshalbwelle.
Aus dem Werkstatthandbuch (Manual de Reparation N. 8881 ) für das Fahrzeug Citroen BX, Ausgabe 09. 1982, Kapitel 5, Seite 3 ist eine weitere Radiallagerung für eine Antriebshalbwelle bekannt. Der Abbildung XB 16 ist zu entnehmen, dass zur Abstützung der Antriebswelle ein offensichtlich am Motor- block befestigter Halter vorgesehen ist, in dem der Außenring des Radiallagers drehfest gehalten ist. Der auf der Antriebshalbwelle befestigte Innenring stützt sich an einem Ansatz ab, der einen Axialanschlag des Radiallagers bildet. Diese Lagerung ermöglicht keine Selbstausrichtung, bzw. keinen Ausgleich von Fertigungstoleranzen, d. h. einen fertigungsbedingten Versatz zwischen dem Radiallager und der Antriebshalbwelle bei der Montage.
Die WO 97/43138 zeigt eine Radiallagerung für eine Antriebshalbwelle, bestehend aus zwei Gehäusehälften, in dem ein Wälzlager mit einer balligen Mantelfläche in eine sphärische Aufnahme der Gehäusehälften eingesetzt ist. Die- se Formgebung des Halters ermöglicht bei der Montage eine Ausrichtung des Radiallagers gegenüber der Antriebshalbwelle. Die Befestigung des Axiallagers an dem Maschinenteil erfolgt mittels Verschraubungen. Dazu sind die einstückig mit den Gehäusehälften verbundenen, das Wälzlager außenseitig umschließenden Flansche mit Bohrungen versehen, über die der Halter mit dem Maschinenteil verschraubt ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine ausrichtbare Radiallagerung zu realisieren, die eine Montage innerhalb des Maschinenteils vereinfacht. Diese Problemstellung wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüche 1 und 2 genannten Merkmale gelöst. Gemäß Anspruch 1 ist eine Radiallagerung vorgesehen, deren Halter zwei Gehäusehälften umfasst, die über Borde abgestützt sind. Die Borde sind weiterhin mit jeweils paarweise mit zumindest zwei diametral gegenüberliegend angeordneten, radial ausgerichteten Laschen. Zur Befestigung des Halters sind diese Laschen formschlüssig mit dem Maschinenteil verbunden bzw. an diesem befestigt.
Die in Anspruch 2 unter Schutz gestellte Radiallagerung umfasst eine Gehäusehälfte, die gemeinsam mit dem Maschinenteil eine sphärische Aufnahme bildet, an der das Wälzlager mit einer balligen Mantelfläche abgestützt und geführt ist. Diese Radiallagerung ermöglicht ebenfalls eine selbsttätige Ausrichtung bei der Montage und bildet außerdem eine bauteiloptimierte Lagerung der Antriebshalbwelle. Vorteilhaft vereinfacht sich außerdem die Montage, wodurch die Kosten der Lagerung reduziert werden. Vorzugsweise ist die sphäri- sehe Aufnahme in dem Maschinenteil und der Gehäusehälfte so gestaltet, dass sich das Wälzlager jeweils hälftig an beiden Bauteilen abstützt.
Übereinstimmend vereinfachen die Erfindungen gemäß den Ansprüchen 1 und 2 die Montage, da die Radiallagerung einschließlich Wälzlager und Halter bzw. Gehäusehälfte automatisiert mit dem Maschinenteil komplettiert werden kann. Insbesondere für Großserien stellt sich dadurch ein Kostenvorteil ein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 3 bis 16.
Eine konstruktive Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Radiallagerung vor, bei der das Maschinenteil zur Aufnahme des Halters mit axial ausgerichteten Ausnehmungen oder Aussparungen versehen ist, die sich von einer Stirnseite bis zu der Ringnut in dem Maschinenteil erstrecken. Die Lage, Größe und An- zahl der Ausnehmungen in dem Maschinenteil ist dabei abgestimmt mit der Anordnung der Laschen an den Gehäusehälften des Halters. Erfindungsgemäß ist eine Montagefolge für den Halter der Antriebswellenlagerung vorgesehen, bei dem dieser zunächst über die axial verlaufenden Ausnehmungen in dem Maschinenteil bis zu dessen Ringnut zugeführt wird. Anschließend wird der Halter einschließlich des integrierten Wälzlagers bis zu einer vollständigen flächenmäßigen Überdeckung der Laschen in der Ringnut verdreht. Dabei ist die Ringnut so in dem Maschinenteil eingebracht, dass bei der Montage die Drehrichtung des Halters gegenüber dem Maschinenteil mit der Drehrichtung der Antriebswelle bei einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs ü- bereinstimmt. Damit ist im Fahrzeugbetrieb sichergestellt, dass die Drehrich- tung der Antriebswelle keinen Impuls zum Lösen des Halters im Maschinenteil auslöst.
Zur Erreichung einer vereinfachten Verdrehung des Halters in der Ringnut des Maschinenteils schließt die Erfindung ein Werkzeug ein, das in eine Gehäuse- hälfte eingreift. Dazu eignet sich beispielsweise ein Klauenschlüssel oder ein Wellenmutternschlüssel, der formschlüssig in Ausnehmungen einer Gehäusehälfte eingreift oder mit axial vorstehenden Noppen zusammenwirkt, um den Halter einschließlich des integrierten Wälzlagers bis zu einem Endanschlag zu verdrehen.
Als vorteilhafte Maßnahme, mit der eine selbsttätige Sicherung bzw. Lagefixierung des Halters erzielbar ist, schließt die Erfindung eine sich verjüngende Ringnut ein. Vorzugsweise verjüngt sich die Ringnut ausgehend von der axial verlaufenden Ausnehmung im Maschinenteil kontinuierlich über dessen ge- samte Länge bis zu dem Endanschlag. Diese Maßnahme bewirkt eine gewünschte Klemmwirkung und damit eine dauerfeste Sicherung der Laschen in dem Maschinenteil.
Alternativ schließt die Erfindung eine Schnappverbindung bzw. eine Einclip- funktion zwischen den Laschen und dem Maschinenteil ein. Dazu bietet es sich beispielsweise an, dass die Laschen des Halters an einer in Umfangsrichtung der Ringnut angebrachten Sicherung verschnappen. Vorzugsweise eignet sich dazu eine axial in die Ringnut ragende Schnappnase, die beispielsweise an einem Vorsprung der Lasche verrastet. Alternativ schließt die Erfindung einen Halter ein, bei dem eine oder auch mehrere Laschen axial vorstehende Noppen oder Nasen aufweisen, die in einer Endlage in einer vorzugsweise radial ausgerichteten Nut oder Ausnehmung der Ringnut eingreifen.
Als eine weitere Sicherung schließt die Erfindung eine elastische, federnd vorgespannte axial oder radial ausgerichtete Haltenase ein, die an zumindest einer Lasche der Gehäusehälfte vorgesehen ist. Die Haltenase ist so gestaltet, dass diese in einer Endlage im Bereich der Ringnut, an oder in einer entspre- chenden Ausnehmung an dem Maschinenteil verrastet. Diese Sicherung realisiert eine unlösbare drehrichtungsunabhängige Verbindung zwischen dem Halter und dem Maschinenteil.
Die erfindungsgemäße Radiallagerung schließt außerdem einen Halter ein, der über ein Bajonett-Verschlussprinzip an dem Maschinenteil befestigt ist. Dazu ist der Halter beispielsweise über zwei radial ausgerichtete Fixierschrauben an dem Maschinenteil gesichert.
Weiterhin ist eine wirksame Sicherung des Halters oder einer Gehäusehälfte über eine Verschraubung erzielbar. Dazu sind die Flansche an dem Außenumfang mit einem Außengewinde versehen, das ein Innengewinde des Maschinenteils im Bereich der axial verlaufenden Ausnehmung formschlüssig eingreift. Als Maßnahme die Zahl der Gewindegänge zu vergrößern schließt die Erfindung Laschen ein, die an dem Außenumfang einstückig mit rechtwinklig ausgerichteten Schenkeln versehen sind. Dabei ist vorzugsweise eine Gehäusehälfte mit mehreren symmetrisch umfangsverteilt angeordneten Schenkeln versehen, die außenseitig ein Außengewinde aufweisen, das bei einer Verdrehung des Halters in ein Innengewinde des Maschinenteils einschraubbar ist. Das vorzugsweise mit einer großen Steigung ausgelegte Gewinde ist so abge- stimmt, dass nach einem definierten Verdrehwinkel der Halter bzw. die Gehäusehälfte an einer Anlagefläche des Maschinenteils anliegt. Außerdem ist eine Lagefixierung des Halters bzw. der Gehäusehälfte in der Endlage dieser Bauteile gegenüber dem Maschinenteil vorgesehen. Dazu ist der Schenkel an dem freien Ende mit einer radial vorgespannten Schnappnase versehen, die in einer Endlage formschlüssig in eine Nut des Maschinenteils verrastet. Damit stellt sich eine wirksame Lagefixierung des Halters gegenüber dem Maschinenteil ein, die nur mit einem speziellen Werkzeug gelöst werden kann.
Alternativ oder zusätzlich zu den zuvor genannten Maßnahmen zur Sicherung des Halters in dem Maschinenteil schließt die Erfindung weiterhin eine Verstif- tung, Verschraubung oder Verstemmung ein. Die Verstiftung oder Verschraubung kann beispielsweise nach einer Lageübereinstimmung von Bohrungen im Maschinenteil und in den Laschen erfolgen. Weiterhin kann der Halter in einer Endposition mittels einer Verstemmung von Randzonen der Ringnut im Maschinenteil wirksam lagefixiert werden.
Eine Montagevereinfachung ist erzielbar, indem die Gehäusehälften des Hal- ters nach einer Vorkomplettierung mit dem Wälzlager zueinander gesichert sind, beispielsweise mittels einer Clipverbindung, um eine unverlierbare, vorkomplettierte Baueinheit zu schaffen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Anhand von mehreren Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 einen schematischen Aufbau einer bekannten Anordnung von Antriebshalbwellen zwischen einem Getriebe und angetriebenen Vorderrädern eines Fahrzeugs;
Figur 2 in einer Ansicht die erfindungsgemäße Radiallagerung integriert in einem Maschinenteil;
Figur 3 in einer Vorderansicht als Einzelteil den Halter der Radiallagerung; Figur 4 in einem Längsschnitt den zwei Gehäusehälften umfassenden Halter, in dem ein Wälzlager integriert ist;
Figur 5 das Maschinenteil in einem Längsschnitt, der die Ringnut sowie die axiale Ausnehmung verdeutlicht;
Figur 6 in einem vergrößerten Maßstab eine sich verjüngende
Ringnut im Maschinenteil;
Figur 7a einen Ausschnitt des Maschinenteils, der eine Sicherung der Lasche in der Ringnut zeigt;
Figur 7b die Ansicht „x" gemäß Figur 7a;
Figur 8a eine zu Figur 7b alternativ gestaltete Sicherung der Lasche in der Ringnut;
Figur 8b die Ansicht „y" gemäß Figur 8a;
Figur 9a in einem Halbschnitt eine Gehäusehälfte, dessen Lasche eine federnde Haltenase aufweist;
Figur 9b die Gestaltung der Ringnut in dem Maschinenteil in der die Lasche gemäß Figur 9a geführt und gesichert ist;
Figur 10a den Ausschintt eines Halters, dessen Lasche ein Außengewinde aufweist, mit dem dieses im Maschinenteil verschraubt ist;
Figur 10b die Ansicht „z" gemäß Figur 10a;
Figur 11 eine bauteiloptimierte erfindungsgemäße Radiallagerung. Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In der Figur 1 ist schematisch eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit Frontantrieb dargestellt. Dabei ist eine Antriebseinheit 1 , bestehend aus einer Brennkraftmaschine 2 und einem Getriebe 3, über Kardanwellen 4, 5 mit den angetriebenen Vorderrädern 6, 7 verbunden. Aufgrund einer außermittigen Anordnung des Getriebes 3 zu einer Fahrzeuglängsachse ist die Kardanwelle 5 länger ausgeführt als die weitere Kardanwelle 4. Die Kardanwelle 5 ist mit einer Antriebshalbwelle 8 versehen, die benachbart zu einem Kardangelenk 9 mittels einer Radiallagerung 10 an der Brennkraftmaschine 2 abgestützt ist. Die Radiallagerung 10 umfasst einen Halter 11 , der in einem Maschinenteil 12 eingesetzt, mit der Brennkraftmaschine 2 verbunden ist.
Die Figur 2 zeigt den Aufbau der Radiallagerung 10, die über Anlageflächen 20a, 20b an der Brennkraftmaschine 2 abgestützt und mittels Verschraubungen befestigt ist. In das Maschinenteil 12 ist der aus den Gehäusehälften 15, 16 bestehende Halter 11 eingesetzt, in dem ein Wälzlager 17 integriert ist. Über das Wälzlager 17 ist die Antriebshalbwelle 8 drehbar gelagert und erfährt über die Radiallagerung 10 eine Abstützung. In Figur 2 ist der Halter 11 im eingebauten Zustand bzw. der Einbaulage abgebildet.
Wie der Figur 3 zu entnehmen, bildet jede Gehäusehälfte 15, 16 einen Bord 18, 19, an dem sich partiell radial nach außen gerichtete Laschen 14 anschlie- ßen.
Der Einbau eines Halters 11 gemäß Figur 3 in das in Figur 2 abgebildete Maschinenteil 12 erfordert örtliche axiale Ausnehmungen 21 , die entsprechend der Laschenanordnung an dem Bord 18 des Halters 11 in das Maschinenteil 12 eingebracht sind. Die von der Stirnseite in das Maschinenteil 12 eingebrachten axialen Ausnehmungen 21 reichen bis zu einer mittig im Maschinenteil 12 angeordneten begrenzt umlaufenden Nut 22. Der Einbau des Halters 11 mit integriertem Wälzlager 17 in das Maschinenteil 12 sieht folgende Montageschritte vor. Zunächst erfolgt eine Lageübereinstimmung der Laschen 13, 14 mit den axialen Ausnehmungen 21 im Maschinenteil 12. Anschließend wird der Halter 11 axial in das Maschinenteil verschoben, bevor der Halter 11 in Pfeilrichtung gemäß Figur 2 innerhalb der Nut 22 bis an einen Endanschlag 23 verdreht wird. Die Drehrichtung stimmt dabei überein mit der durch den Pfeil gekennzeichneten Drehrichtung der Antriebshalbwelle 8, so dass der von der Antriebshalbwelle 8 ausgelöste Drehimpuls bei einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs, das Wälzlager 17 bzw. den Halter 11 stets in Rich- tung des Endanschlags 23 beaufschlagt und damit ein selbsttätiges Lösen unterbindet.
Weitere Einzelheiten zum Aufbau des Halters 11 zeigt die Figur 4. Die Gehäusehälften 15, 16 des Halters 11 bilden innenseitig eine sphärische Aufnahme 24, die korrespondiert mit einer entsprechend gestalteten balligen Mantelfläche 25 des Wälzlagers 17. Die Gehäusehälften 15, 16 sind über Borde 18, 19 gegenseitig abgestützt. Die Borde 18, 19 sind vorzugsweise mit partiell symmetrisch umfangsverteilt paarweise angeordneten Laschen 13, 14 versehen, über die der Halter 11 im Maschinenteil 12 befestigt ist. Eine Verdrehung des Hal- ters 11 in der Nut 22 des Maschinenteils 12 bis an den Endanschlag 23 erfolgt mittels eines separaten Werkzeugs. Dazu ist die Gehäusehälfte 16 mit stirnseitigen Ausnehmungen 26 versehen, von denen eine in Figur 4 dargestellt ist. Als Werkzeug eignet sich beispielsweise ein in Figur 4 nicht abgebildeter Hakenschlüssel, der formschlüssig in die Ausnehmung 26 eingreift.
Der in Figur 5 dargestellte Längsschnitt durch das Maschinenteil 12 zeigt die innere, partiell angeordnete Nut 22 sowie die zugehörige axiale Ausnehmung 21 , zur Einführung und Lagefixierung der Laschen 13, 14 gemäß Figur 4.
Zur Sicherung der Laschen 13, 14 an dem Maschinenteil 12 zeigen die Figuren 6 bis 11 unterschiedliche Lösungen. In Figur 6 ist eine Nut 22 dargestellt, die sich ausgehend von der axialen Ausnehmung 22 kontinuierlich bis zu dem Endanschlag 23 verjüngt. Diese Maßnahme bewirkt eine gewollte Selbsthemmung bzw. Selbsthaftung der Laschen 13, 14 im Maschinenteil 12. Die gewollte Selbsthemmung der Laschen 13, 14 wird optimiert, indem diese beidseitig im Bereich der Stirnseite angephast sind, zur Erzielung einer vergrößerten Kontaktfläche zwischen den Wandungen der Nut 22 und den Laschen 13, 14. Zusätzlich kann die sich verjüngend gestaltete Nut 22 Hinterschneidungen 37 aufweisen, die ein formschlüssiges Verrasten der Laschen 13, 14 in der Nut 22 sicherstellen.
Die Figuren 7a, 7b zeigen eine zwischen den Laschen 13, 14 und dem Maschinenteil 12 im Bereich der Nut 22 eingebrachte Sicherung 30.
Die als eine lösbare Verbindung gestaltete Sicherung 30 umfasst seitlich an den Laschen 13, 14 austretende Noppen 31 , die in eine entsprechende halbrundartige Vertiefungen 32 bzw. Ausnehmungen der Nut 22 verrasten. Aufgrund der gerundeten Noppen 31 in Verbindung mit der korrespondierenden, ebenfalls gerundeten Vertiefung 32 ist der Halter 11 und damit die Laschen 13, 14 aus dieser Endlage lösbar.
Gemäß den Figuren 8a und 8b ist das Maschinenteil 12 mit einer in die Nut 22 hineinragenden, als ein Zahn ausgebildeten Schnappnase 27 versehen, die in einer Endlage der Lasche 13 formschlüssig in eine entsprechend geformte Ausnehmung 28 der Lasche 13 verrastet. Die sich dabei einstellende Schnappverbindung 29 bildet eine nicht lösbare Sicherung der Laschen 13, 14 im Maschinenteil 12.
In den Figuren 9a, 9b ist die Lasche 14 der Gehäusehälfte 15 mit einer federnd vorgespannten, radial nach außen gerichteten Haltenase 33 versehen, die im eingebauten Zustand, beispielsweise in einen Hinterschnitt 38 bzw. in eine Vertiefung des Maschinenteils 12, im Bereich der Nut 22 verrastet. Eine weitere Sicherung des Halters 11 im Maschinenteil 12 mittels einer Verschraubung zeigen die Figuren 10a, 10b. Dazu ist die Lasche 13 am Außenumfang einstückig mit einem rechtwinklig ausgerichteten Schenkel 34 versehen, dessen Außengewinde 35 mit dem Innengewinde 36 des Maschinenteils 12 korrespondiert. Zur Montage erfolgt zunächst eine axiale Zuführung des Halters 11 an das Maschinenteil 12, bevor der Halter 11 durch Verdrehung an der Anlage 39 anliegt. Dazu ist vorzugsweise ein Gewinde mit großer Steigung vorgesehen, so dass bereits nach einem geringen Verdrehwinkel der Halter 11 in die Endlage gelangt. Entsprechend dazu ist auch keine umlaufende axiale Ausnehmung im Maschinenteil 12 erforderlich, sondern eine partielle, beispielsweise das doppelte Kreisbogenmaß der Laschen 13, 14 aufweisende Ausnehmung 21 ausreichend. Als Maßnahme zur Sicherung des Halters 11 in der Endlage, weist der Schenkel 34 endseitig eine radial nach außen federnde Schnappnase 42 auf, die in eine Nut 41 des Maschinenteils verrastet.
Die Figur 11 zeigt die bauteiloptimierte Radiallagerung 40. Zur Schaffung eines selbstausrichtenden Wälzlagers 17, bilden die Bauteile die Gehäusehälfte 16 und das Maschinenteil 12 gemeinsam eine sphärische Aufnahme 24, die mit der balligen Mantelfläche 25 des Wälzlagers 17 korrespondiert. In der Endlage ist die Gehäusehälfte 16 wie bereits in der Figur 10a dargestellt, über das Außengewinde 35 des Schenkels 34 in das Innengewinde 36 des Maschinenteils 12 eingeschraubt. Zur Lagefixierung der Gehäusehälfte 16 in der Endlage verrastet die endseitig an dem Schenkel 34 angeordnete Schnappnase 32 formschlüssig in eine Nut 41 des Maschinenteils 12.
Bezugsziffem
Antriebseinheit 26 Ausnehmung
Brennkraftmaschine 27 Schnappnase
Getriebe 28 Ausnehmung
Kardanwelle 29 Schnappverbindung
Kardanwelle 30 Sicherung
Vorderrad 31 Noppe
Vorderrad 32 Vertiefung
Antriebshalbwelle 33 Haltenase
Kardangelenk 34 Schenkel
Radiallagerung 35 Außengewinde
Halter 36 Innengewinde
Maschinenteil 37 Hinterschneidung
Lasche 38 Hinterschnitt
Lasche 39 Anlagefläche
Gehäusehälfte 40 Radiallagerung
Gehäusehälfte 41 Nut
Wälzlager 42 Schnappnase
Bord
Bord a Anlagefläche b Anlagefläche
Ausnehmung
Nut
Endanschlag
Aufnahme
Mantelfläche

Claims

Patentansprüche
1. Radiallagerung für eine Antriebswelle in Fahrzeugen, insbesondere eine Antriebshalbwelle (8), die ein Getriebe (3) mit einem angetriebenen Vorderrad (7) verbindet, die Radiallagerung (10) umfasst einen Halter (11) mit zwei Gehäusehälften (15, 16), die gemeinsam eine sphärische Aufnahme (24) bilden, in der ein Wälzlager (17) mit einer balligen Mantel- fläche (25) eingesetzt ist, wobei die Gehäusehälften (15, 16) über Borde
(18, 19) abgestützt sind, an denen sich zumindest zwei radial ausgerichtete Laschen (13, 14) anschließen, die in einer Einbaulage formschlüssig in einem Maschinenteil (12) eingesetzt sind.
2. Radiallagerung für eine Antriebswelle in Fahrzeugen, insbesondere eine Antriebshalbwelle (8), die ein Getriebe (3) mit einem angetriebenen Vorderrad (7) verbindet, die Radiallagerung (40) umfasst ein Wälzlager (17), das mit einer balligen Mantelfläche (25) in einer gemeinsam von einer Gehäusehälfte (16) und einem Maschinenteil (12) gebildeten sphä- rischen Aufnahme (24) eingesetzt ist, wobei die Gehäusehälfte (16) außenseitig von einem radial ausgerichteten Bord (16) umschlossen ist, an dem sich zumindest zwei radial ausgerichtete Laschen (14) anschließen, die in einer Einbaulage formschlüssig in dem Maschinenteil (12) befestigt sind.
3. Radiallagerung nach Anspruch 1 , wobei für die Befestigung des Halters (11 ) in dem Maschinenteil (12), dieses axial verlaufende Ausnehmungen (21 ) aufweist, die sich von einer Stirnseite des Maschinenteils (12) bis zu der Nut (22) erstrecken, deren Größe und Lage den Laschen (13, 14) der Gehäusehälften (15, 16) entsprechen.
4. Radiallagerung nach Anspruch 1 , zu deren Montage zunächst der Halter (11 ) axial bis zu der Nut (22) dem Maschinenteil (12) zugeführt wird, be- vor der Halter (11 ) bis zu einer vollständigen Überdeckung der Laschen (13, 14) gegenüber dem Maschinenteil (12) verdreht wird, wobei eine Drehrichtung des Halters (11 ) mit einer Drehrichtung der Antriebshalbwelle (8) übereinstimmt.
5. Radiallagerung nach Anspruch 1 , wobei mittels eines formschlüssig an einer Gehäusehälfte (15, 16) angreifenden Werkzeugs der Halter (11 ) bis an einen Endanschlag (23) der Nut (22) in dem Maschinenteil (12) verdrehbar ist.
6. Radiallagerung nach Anspruch 1 , wobei sich die Nut (22) des Maschinenteils (12) von der axial verlaufenden Ausnehmung (21 ) ausgehend, in Richtung des Endanschlags (23) verjüngt.
7. Radiallagerung nach Anspruch 1 , wobei die Laschen (13, 14) des Halters (11 ) in der Nut (22) des Maschinenteils (12) formschlüssig gesichert sind.
8. Radiallagerung nach Anspruch 7, deren Maschinenteil (12) im Bereich der Nut (22) mit zumindest einer starren, vorstehenden Schnappnase
(27) versehen ist, die in einer Endlage des Halters (11 ) in eine entsprechend geformte Ausnehmung (28) der Lasche (13, 14) verschnappt.
9. Radiallagerung nach Anspruch 7, wobei die Laschen (13, 14) mit zumin- dest einer vorstehenden Noppe (31 ) versehen sind, die in einer Endlage des Halters (11 ), formschlüssig in eine seitliche Vertiefung (32) der Nut (22) eingreifen.
10. Radiallagerung nach Anspruch 7, wobei zumindest eine Lasche (13, 14) eine elastisch federnd, vorgespannte axial oder radial ausgerichtete
Haltenase (33) aufweisen, die in einer Endlage des Halters (11 ) in der Nut (22) des Maschinenteils (12) verrastet.
11. Radiallagerung nach Anspruch 7, wobei zwischen der Lasche (13, 14) und dem Maschinenteil (12) im Bereich der Nut (22) zumindest eine Fixierschraube vorgesehen ist zur Sicherung und Lagefixierung des Halters (11 ) gemäß einem Bajonett-Verschlussprinzip.
12. Radiallagerung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, wobei zumindest eine Lasche (13, 14) des Halters (11) oder der Gehäusehälfte (16) über ein Gewinde an dem Maschinenteil (12) befestigt ist.
13. Radiallagerung nach Anspruch 12, wobei die Lasche (13, 14) einstückig mit einem rechtwinklig ausgerichteten Schenkel (34) versehen ist, dessen Außengewinde (34) in der Einbaulage in ein Innengewinde (36) des Maschinenteils (12) verschraubt ist.
14. Radiallagerung nach Anspruch 13, wobei zumindest ein Schenkel (34) an einem freien Ende eine radial vorgespannte Schnappnase (40) aufweist, die in einer Endlage des Schenkels (34) formschlüssig in eine Nut (41 ) des Maschinenteils (12) eingreift.
15. Radiallagerung nach Anspruch 1 , wobei in einer Einbaulage der Halter
(11 ) mittels einer Verstiftung oder Verschraubung an dem Maschinenteil
(12) positioniert ist.
16. Radiallagerung nach Anspruch 1 , wobei die Gehäusehälften (15, 16) des Halters (11 ) vorzugsweise mittels einer Clipverbindung zusammengefügt sind.
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