WO2015014356A1 - Unsymmetrisches kegelrollenlager zur lagerung eines getrieberades an einer getriebewelle - Google Patents

Unsymmetrisches kegelrollenlager zur lagerung eines getrieberades an einer getriebewelle Download PDF

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    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/063—Fixing them on the shaft

Definitions

  • Unsymmetrical tapered roller bearing for supporting a gear on a
  • the invention relates to a bearing assembly for a gear for supporting a gear on a gear shaft, comprising a double-row unsymmetric tapered roller bearing in O arrangement with a first row of tapered rollers adjacent to a shaft end and a second row of tapered rollers, on the first row of Tapered rollers adjacent, the two rows of tapered rollers between a arranged on the gear common outer ring and a respective disposed on the transmission shaft inner ring are arranged, wherein a first acute pressure angle on the first row of tapered rollers unequal to a second acute pressure angle on the second row of tapered rollers is.
  • the field of application of the invention primarily extends to a bearing assembly for automatic transmissions, in particular for planetary transmissions, which are used in vehicle construction. Particularly preferred such transmissions are used for final drive. Forces and torques are transmitted to a differential carrier via a front drive driven by a gear shaft.
  • the gear shaft usually has a salaried storage.
  • EP 1 321 687 B1 discloses a document Bearing assembly of a pinion shaft, which is supported by a double-row tapered roller bearing in a form-fitting manner on a fixed part.
  • This includes the pinion shaft on which a pinion is present, a first row of tapered rollers adjacent to the pinion and a second row of tapered rollers remote from the pinion with respect to the first row of tapered rollers.
  • An inner ring forms the first raceway surfaces and is secured to the pinion shaft.
  • An outer ring forms the second raceway surfaces and is fixed to the fixed part.
  • the first row of tapered rollers and the second row of tapered rollers are arranged between the first and second raceway surfaces.
  • the contact angle of the first row of tapered rollers is formed by an acute contact angle between the first row of tapered rollers and the second raceway surface on the one hand and the axis of the pinion on the other hand.
  • the contact angle of the second row of tapered rollers is formed by an acute contact angle between the second row of tapered rollers and the second raceway surface on the one hand and the axis of the pinion on the other hand.
  • the contact angle of the first row of tapered rollers on the pinion shaft is set to be larger than the contact angle of the second row of tapered rollers on the pinion shaft. Further, the contact angle of the first row of tapered rollers should be set to a value greater than 23 ° and the contact angle of the second row of tapered rollers be set to a value smaller than 23 °.
  • the first pressure angle is at least 3 ° smaller than the second pressure angle.
  • the difference between the two pressure angles must be at least a value of 3 °, in order to ensure a sufficient imbalance of the load in the radial and axial direction, whereby the load rating and thus the life of the tapered roller bearing improved can be.
  • the capacity of the tapered roller bearing of axial and radial forces is significantly increased.
  • a difference between the second pressure angle and the first pressure angle is at most 10 °.
  • the first pressure angle is at most 10 ° smaller than the second pressure angle. If this maximum difference between the two pressure angles is exceeded, the imbalance in the load of the tapered roller bearing becomes too great, so that the load rating and thus also the service life of the tapered roller bearing are reduced.
  • the first pressure angle is 18.09 ° and the second pressure angle is 23.5 °. These values of the two pressure angles allow a particularly long service life.
  • an axial width of the tapered rollers of the first row is between 25% and 40% greater than an axial width of the tapered rollers of the second row.
  • the axial width of the tapered rollers of the first row is 6.5 to 7.1 cm and the axial width of the tapered rollers of the second row is 4.8 to 5.4 cm.
  • the single drawing shows a schematic partial sectional view of a bearing assembly according to the invention within a transmission.
  • a bearing assembly for a transmission of a vehicle has a double-row unsymmetrical tapered-roller bearing 4, which is arranged between a gear wheel 1 and a transmission shaft 2.
  • the tapered roller bearing 4 has a first row of tapered rollers 4a and a second row of tapered rollers 4b.
  • the two rows of tapered rollers 4a, 4b roll between a common outer ring 5 and in each case an inner ring 6a, 6b.
  • the outer ring 5 is arranged on the gear wheel 1 and the two inner rings 6 a, 6 b are arranged on the gear shaft 2.
  • the first row of tapered rollers 4a adjoins a shaft end 3 of the transmission shaft 2.
  • a first contact angle a on the first row of tapered rollers 4a has a value of 18.09 °.
  • a second pressure angle b on the second row of tapered rollers 4b has a value of 23.5 °.
  • the tapered rollers 4a of the first row are one third larger than the tapered rollers 4b of the second row.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerbaugruppe für ein Getriebe zur Lagerung eines Getrieberades (1) an einer Getriebewelle (2), umfassend ein zweireihiges unsymmetrisches Kegelrollenlager (4) in O-Anordnung mit einer ersten Reihe von Kegelrollen (4a), die an das Wellenende (3) angrenzt und einer zweiten Reihe von Kegelrollen (4b), die an der ersten Reihe von Kegelrollen (4a) angrenzt, wobei die beiden Reihen von Kegelrollen (4a, 4b) zwischen einem an dem Getrieberad (1) angeordneten gemeinsamen Außenring (5) und jeweils einem an der Getriebewelle (2) angeordnetem Innenring (6a, 6b) angeordnet sind, wobei ein erster spitzer Druckwinkel (7a) an der ersten Reihe von Kegelrollen (4a) ungleich einem zweiten spitzen Druckwinkel (7b) an der zweiten Reihe von Kegelrollen (4b) ist. Erfindungsgemäß istder erste Druckwinkel(7a)mindestens 3° kleiner ist als der zweite Druckwinkel (7b).

Description

Bezeichnung der Erfindung
Unsymmetrisches Kegelrollenlager zur Lagerung eines Getrieberades an einer
Getriebewelle
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Lagerbaugruppe für ein Getriebe zur Lagerung eines Getrieberades an einer Getriebewelle, umfassend ein zweireihiges unsymmetrisches Kegelrollenlager in O-Anordnung mit einer ersten Reihe von Kegelrollen, die an einem Wellenende angrenzt und einer zweiten Reihe von Kegelrollen, die an der ersten Reihe von Kegelrollen angrenzt, wobei die beiden Reihen von Kegelrollen zwischen einem an dem Getrieberad angeordneten gemeinsamen Außenring und jeweils einem an der Getriebewelle angeordnetem Innenring angeordnet sind, wobei ein erster spitzer Druckwinkel an der ersten Reihe von Kegelrollen ungleich einem zweiten spitzen Druckwinkel an der zweiten Reihe von Kegelrollen ist.
Gebiet der Erfindung
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf eine Lagerbaugruppe für Automatikgetriebe, insbesondere für Planetengetriebe, die im Fahrzeugbau eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden solche Getriebe zum Achsantrieb eingesetzt. Über einen von einer Getriebewelle angetriebenen Stirnabtrieb werden Kräfte und Drehmomente an einem Differentialkorb übertragen. Die Getriebewelle weist in der Regel eine angestellte Lagerung auf.
Aus dem allgemein bekannten Stand der Technik sind Getriebewellen in Fahrzeuggetrieben bekannt, welche mittels eines zweireihigen Schrägkugellagers in O- Anordnung gelagert sind. So gehen beispielsweise aus den Dokumenten DE 10 2009 026 709 A1 und DE 10 2009 026 710 A1 Anordnungen in einem Planetengetriebe hervor, die eine solche Lagerbaugruppe aufweisen.
Ebenso sind auch Lagerbaugruppen bekannt, die ein zweireihiges Kegelrollenlager aufweisen. So geht beispielsweise aus dem Dokument EP 1 321 687 B1 eine Lagerbaugruppe einer Ritzelwelle hervor, die durch ein zweireihiges Kegelrollenlager auslegeartig an einem feststehenden Teil getragen wird. Diese umfasst die Ritzelwelle, an der ein Ritzel vorhanden ist, eine erste Reihe von Kegelrollen, die an das Ritzel angrenzen und eine zweite Reihe von Kegelrollen, die in Bezug auf die erste Reihe von Kegelrollen von dem Ritzel entfernt sind. Ein innerer Ring bildet die ersten Laufbahnflächen und ist an der Ritzelwelle befestigt. Ein äußerer Ring bildet die zweiten Laufbahnflächen und ist an dem feststehenden Teil befestigt. Die erste Reihe von Kegelrollen sowie die zweite Reihe von Kegelrollen sind zwischen den ersten und den zweiten Laufbahnflächen angeordnet. Der Kontaktwinkel der ersten Reihe von Kegelrollen wird durch einen spitzen Kontaktwinkel zwischen der ersten Reihe von Kegelrollen und der zweiten Laufbahnfläche einerseits und der Achse des Ritzels andererseits gebildet. Der Kontaktwinkel der zweiten Reihe von Kegelrollen wird durch einen spitzen Kontaktwinkel zwischen der zweiten Reihe von Kegelrollen und der zweiten Laufbahnfläche einerseits und der Achse des Ritzels andererseits gebildet. Um die Lagersteifigkeit und Lebensdauer zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass der Kontaktwinkel der ersten Reihe von Kegelrollen an der Ritzelwelle so eingestellt ist, dass er größer ist als der Kontaktwinkel der zweiten Reihe von Kegelrollen an der Ritzelwelle. Ferner soll der Kontaktwinkel der ersten Reihe der Kegelrollen auf einen Wert größer als 23° eingestellt sein und der Kontaktwinkel der zweiten Reihe von Kegelrollen auf einen Wert kleiner als 23° eingestellt sein.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lagerbaugruppe zur Lagerung eines Getrieberades an einer Getriebewelle weiter zu verbessern, indem die Tragzahl und somit die Lebensdauer der Lagerbaugruppe weiter gesteigert werden.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Lagerbaugruppe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen wieder.
Erfindungsgemäß ist der erste Druckwinkel mindestens 3° kleiner als der zweite Druckwinkel. Unerwarteterweise hat sich gezeigt, dass die Differenz zwischen den beiden Druckwinkeln mindestens einen Wert von 3° betragen muss, um ein ausreichendes Ungleichgewicht der Belastung in radialer und axialer Richtung zu gewährleisten, wodurch die Tragzahl und somit die Lebensdauer des Kegelrollenlagers verbessert werden kann. Dadurch wird die Aufnahmefähigkeit des Kegelrollenlagers von axialen und radialen Kräften erheblich erhöht.
Besonders bevorzugt beträgt eine Differenz zwischen dem zweiten Druckwinkel und dem ersten Druckwinkel höchstens 10°. Mit anderen Worten ist der erste Druckwinkel höchstens 10° kleiner als der zweite Druckwinkel. Bei einer Überschreitung dieser maximalen Differenz zwischen den beiden Druckwinkeln wird das Ungleichgewicht der Belastung des Kegelrollenlagers zu groß, so dass die Tragzahl und somit auch die Lebensdauer des Kegelrollenlagers herabgesetzt werden.
Vorzugsweise sollte je nach zu erwartenden Axial- und Radialkräften der erste Druckwinkel mindestens 15° aber höchstens 21 ° betragen und der zweite Druckwinkel mindestens 20° aber höchstens 26° betragen. Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der erste Druckwinkel 18,09° beträgt und der zweite Druckwinkel 23,5° beträgt. Diese Werte der beiden Druckwinkel ermöglichen eine besonders hohe Lebensdauer.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine axiale Breite der Kegelrollen der ersten Reihe zwischen 25 % und 40 % größer ist, als eine axiale Breite der Kegelrollen der zweiten Reihe. Vorzugsweise beträgt die axiale Breite der Kegelrollen der ersten Reihe 6,5 bis 7,1 cm und die axiale Breite der Kegelrollen der zweiten Reihe 4,8 bis 5,4 cm. Aus dem Ungleichgewicht der Belastung zwischen den beiden Reihen von Kegelrollen resultieren unterschiedlich große Kräfte, die auf die Kegelrollen in der jeweiligen Reihe wirken. Um die Lebensdauer der Lageranordnung weiter zu steigern, ist es daher von Vorteil, das Abmass der Kegelrollen, wie zuvor beschrieben, an die Belastung anzupassen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Lagerbaugruppe innerhalb eines Getriebes.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung Gemäß Figur 1 weist eine Lagerbaugruppe für ein Getriebe eines Fahrzeugs ein zweireihiges unsymmetrisches Kegelrollenlager 4 auf, das zwischen einem Getrieberad 1 und einer Getriebewelle 2 angeordnet ist. Das Kegelrollenlager 4 weist eine erste Reihe von Kegelrollen 4a und eine zweite Reihe von Kegelrollen 4b auf. Die beiden Reihen von Kegelrollen 4a, 4b wälzen zwischen einem gemeinsamen Außenring 5 und jeweils einem Innenring 6a, 6b ab. Der Außenring 5 ist an dem Getrieberad 1 angeordnet und die beiden Innenringe 6a, 6b sind an der Getriebewelle 2 angeordnet. Die erste Reihe von Kegelrollen 4a grenzt an einem Wellenende 3 der Getriebewelle 2 an. Mit anderen Worten folgt in Längsrichtung der Getriebewelle2 nach dem Wellenende 3 zunächst die erste Reihe von Kegelrollen 4a und dann die zweite Reihe von Kegelrollen 4b. Ein erster Druckwinkel a an der ersten Reihe von Kegelrollen 4a weist einen Wert von 18,09° auf. Ein zweiter Druckwinkel b an der zweiten Reihe von Kegelrollen 4b weist einen Wert von 23,5° auf. Die Kegelrollen 4a der ersten Reihe sind um ein Drittel größer als die Kegelrollen 4b der zweiten Reihe.
Bezugszeichenliste
1 Getrieberad
2 Getriebewelle
3 Wellenende
4 Kegelrollenlager
4a, 4b Kegelrollen
5 Außenring
6a, 6b Innenring
7a, 7b Druckwinkel

Claims

Patentansprüche
1 . Lagerbaugruppe für ein Getriebe eines Fahrzeugs, umfassend ein Getrieberad
(1 ) und eine Getriebewelle (2) sowie ein dazwischen angeordnetes zweireihiges unsymmetrisches Kegelrollenlager (4) in O-Anordnung mit einer ersten Reihe von Kegelrollen (4a), die an ein Wellenende (3) angrenzt und einer zweiten Reihe von Kegelrollen (4b), die an der ersten Reihe von Kegelrollen (4a) angrenzt, wobei die beiden Reihen von Kegelrollen (4a, 4b) zwischen einem an dem Getrieberad (1 ) angeordneten gemeinsamen Außenring (5) und jeweils einem an der Getriebewelle (2) angeordnetem Innenring (6a, 6b) angeordnet sind, wobei ein erster spitzer Druckwinkel (7a) an der ersten Reihe von Kegelrollen (4a) ungleich einem zweiten spitzen Druckwinkel (7b) an der zweiten Reihe von Kegelrollen (4b) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckwinkel (7a) mindestens 3° kleiner ist als der zweite Druckwinkel
(7b), wobei eine Differenz zwischen dem zweiten Druckwinkel (7b) und dem ersten Druckwinkel (7a) höchstens 10° beträgt.
2. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckwinkel (7a) mindestens 15° aber höchstens 21 ° beträgt.
3. Lagerbaugruppe nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckwinkel (7a) 18,09° beträgt.
4. Lagerbaugruppe nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckwinkel (7b) mindestens 20° aber höchstens 26° beträgt.
5. Lagerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckwinkel (7b) 23,5° beträgt.
6. Lagerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad (1 ) als Abtriebsrad oder Zahnrad ausgebildet ist.
7. Lagerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Breite der Kegelrollen (4a) der ersten Reihe zwischen 25% und 40% größer ist, als eine axiale Breite der Kegelrollen (4b) der zweiten Reihe.
8. Planetengetriebe für ein Fahrzeug mit einer Lagerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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