WO2016112887A1 - Geräuschentkoppeltes lager für ein cvt-getriebe mit ovaler nut - Google Patents

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WO2016112887A1
WO2016112887A1 PCT/DE2015/200508 DE2015200508W WO2016112887A1 WO 2016112887 A1 WO2016112887 A1 WO 2016112887A1 DE 2015200508 W DE2015200508 W DE 2015200508W WO 2016112887 A1 WO2016112887 A1 WO 2016112887A1
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WO
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bearing
groove
outer ring
rolling bearing
bearing outer
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PCT/DE2015/200508
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Ralph Schimpf
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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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
    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring

Definitions

  • the invention relates to a rolling bearing with a bearing inner ring, with a surrounding and arranged radially outside of the bearing inner ring bearing outer ring, arranged with a plurality of between the bearing inner ring and the bearing outer ring rolling elements and at least one mounted in the bearing outer groove, containing a groove wall and one at the radially inner end wherein the insulation element has a sleeve region and at least one support leg which extends radially inwardly from this sleeve region, wherein the support leg engages in the groove.
  • the invention also relates to a CVT transmission with such a rolling bearing.
  • EP 1 908 972 B1 discloses a decoupling device for supporting a shaft of a CVT transmission. Between the bearing outer ring and the housing of the radial shaft springs are arranged, which allow a limited relative radial movement between the inner surface of the outer surface under elastic deformation.
  • a radial spring spring-forming spring sleeve is mounted with a total of U-shaped cross section, the total axis-parallel extending bottom is radially bulged and optionally has slots.
  • the rolling bearing has a bearing outer ring and a radially outside of the bearing outer ring arranged shell.
  • the shell engages around the bearing outer ring and lies with radially extending side cheeks on two axial surfaces of the bearing outer ring.
  • the side cheeks are positively fixed to the bearing outer ring.
  • the shell is used for acoustic decoupling.
  • a disadvantage of these known designs is that when used in a CVT transmission with chain vibrations are not sufficiently damped, the assembly is expensive and the bearings are too expensive to cost.
  • a groove and a support leg of the insulation element are matched to one another such that radial end surfaces of the support leg touch the groove base at least at two opposite first regions of the groove and are spaced from the groove base at least at two other opposite second regions.
  • the groove bottom runs at the lowest point groove around the axis of rotation.
  • the groove in the bottom is out of round or the course of the groove bottom about the rotation axis deviates from a circular path.
  • the course of the inside turned to the axis of rotation edge (the radial end surfaces) of the support legs about the axis of rotation continues to follow a circular line around the axis of rotation.
  • the groove preferably has radially opposite first areas on the axis of rotation, in which the distance of the groove base to the axis of rotation is greater than that offset by the axis of rotation second regions in which the distance of the groove base to the axis of rotation is smaller.
  • the first regions are offset in the circumferential direction about the axis of rotation preferably by 90 ° or more or less in relation to the second regions. It results in the cross section of the respective rolling bearing considered, for example, an oval or elliptical course of the groove bottom about the axis of rotation.
  • end faces of the support legs results on a circular line (or cylindrical surface) around the axis of rotation
  • a crescent-shaped gap empty space
  • the insulating element is radially yielding in dependence on the radial dimensions of the crescent-shaped gap.
  • the course of the groove bottom can essentially follow a circular path / cylindrical surface, but then partially transition into circumferentially directed line-shaped or arc-shaped flattenings through the circular-segment-shaped or sickle-shaped gaps between the groove base and the end faces.
  • the largest radial dimension of the gap corresponds in the installed and unloaded state of the rolling bearing preferably about half of the clear inner diameter of the insulating element, measured between the end surfaces of the support legs, minus a shortest distance of the groove bottom to the axis of rotation in the second region.
  • the advantage of the invention is that arise in the installed state of the rolling bearing two different elastic regions of the insulating.
  • the insulating element reacts elastically harder when installed, ie stiffer, since the support legs are supported in the groove base.
  • the insulation element is elastically softer, that is less stiff, because the gap between the legs and the groove bottom makes radial-elastic yielding possible.
  • the rolling bearing is installed with respect to the center of rotation in such a direction-oriented manner that the radially opposite first regions are aligned in the radial main loading direction of the rolling bearing.
  • the rolling bearing is thus aligned so that the rolling bearing in directions of the main loads completely safe over the bearing outer ring and on the insulating member is radially supported, since in this area the Abstauerschenkel rest on the groove bottom.
  • the second areas are thereby aligned in the direction of excitation forces acting on the rolling bearing during operation.
  • the gap which may vary depending on the loads.
  • the advantage of the invention is therefore also that the rolling bearing can be used for supporting a drive shaft and / or an output shaft of a CVT transmission.
  • the main loading direction is the chain
  • the excitation forces and forces arise, for example, from impact impulses of the pins of the chain on the conical surfaces of the bevel gear pairs of the CVT transmission.
  • chain direction this results in a stiffer behavior of the insulation element than in the other directions.
  • the radial excitation forces are better decoupled from the bearing outer ring, and thus better noise and vibration damping is achieved.
  • the safe support of the insulation element results in two of the grooves.
  • Each of the groove is formed axially end side of the bearing outer ring.
  • the insulating element accordingly has two legs, each of which engages in each one of the grooves.
  • the isolation element can be axially clamped via the support legs in the grooves of the bearing outer ring, so that axial bending or widening of the support legs under load is prevented. It is also advantageous if the support legs brace in the grooves at least in the first and / or second region relative to the bearing outer ring. As a result, the support legs, and thus the insulation element, are secured in the axial direction and radial direction.
  • the support legs are clamped towards each other or away from each other and preferably enter into a non-positive, material and / or positive connection with the surface of the bearing outer ring. This ensures quick and easy installation and ensures secure hold and safe handling during transport and assembly.
  • the positive connections are carried out according to an embodiment of the invention by means of snap-in lugs which engage in the groove.
  • the bearing inner rings and the bearing outer rings are usually made of steel.
  • the insulating element is preferably made of metal, e.g. made of a steel or aluminum alloy. The materials mentioned are well suited for efficient noise decoupling and still carry high loads. It is also conceivable to use plastic as the sole material for the insulating element or in combination with the other aforementioned materials.
  • An embodiment of the invention provides that the support legs are radially relatively short, ie about 80% of the total diameter of the bearing or 10% to 25% correspond to the axial width of the bearing. This will cause the through the rolling bearing claimed radial height kept as low as possible and optimized the radial stiffness.
  • An embodiment of the invention provides that the insulation element is constructed in several parts, preferably in two parts. As a result, an air gap can remain between the respective ends of the tire parts and support the damping effect.
  • a further embodiment of the invention provides that at least one damping element made of an elastomer or rubber material is arranged between the insulating element and the bearing outer ring. This also advantageously contributes to the damping.
  • the invention relates to a CVT transmission with at least one rolling bearing according to the invention, wherein the bearing inner ring of the rolling bearing is seated on a drive or an output shaft.
  • the CVT transmissions also referred to as conical-pulley transmissions, have two pairs of conical disks. These pairs of discs are wrapped by a traction means in the form of a belt or a chain. The transmission ratio is changed by changing the distance between the conical disk pairs.
  • Metallic chains are used in particular for transmitting higher torques of 300 Nm and more.
  • acoustic vibrations can be attenuated / decoupled / isolated in a particularly effective manner in bearings of CVT transmissions by means of the invention.
  • FIG. 1 shows a frontal view of a roller bearing 1 according to the invention.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section along the axis of rotation 17 at the level of the line II-II of the rolling bearing 1 shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section along the axis of rotation at the level of the line III-III of the rolling bearing 1 shown in FIG.
  • Figure 4 shows a side view of the rolling bearing 1 and Figure 5 shows a cross section through the rolling bearing 1 shown in Figure 4 along the line V - V.
  • FIG. 6 shows a side view of the bearing outer ring 3 of the rolling bearing 1 shown in FIGS. 1 and 6, and FIG. 7 shows a cross section through the bearing outer ring 3 at the level of the groove 8 along the line VII-VII of FIG. 6.
  • FIG. 8 shows a CVT transmission, that is not represented completely and simplified symbolized
  • the rolling bearing 1 has a bearing inner ring 2 and a bearing outer ring 3 surrounding the bearing inner ring 2. Symmetry axis of the bearing rings 2 and 3 is the axis of rotation 17. Several designed as balls rolling elements 4 are arranged radially between the bearing inner ring 2 and the bearing outer ring 3 in a Wälz Eisenfig 5 around the rotation axis 17 distributed.
  • Figures 1, 5 and 7 The line II and the line II perpendicular line III extend through a center of rotation 6 of the rolling bearing 1, which lies on the axis of rotation 17.
  • Figures 2, 3, 5, 6 and 7 The bearing outer ring 3 is provided on the outer surface 7 with two grooves 8.
  • Each groove 8 has two radially extending groove walls 9 and a groove bottom 10 located at its radially inner ends.
  • Figures 1, 2, 3, 4 and 5 A provided for sound and vibration damping insulation element 11 engages in the grooves 8 of the bearing outer ring 3 a.
  • the insulating member 11 is in two parts, composed of two separate half-shells 11a and 11b and configured annular in the assembled state.
  • the half-shells 11a and 11b are constructed substantially the same and, subject to the slots 18, together form a tire which surrounds the bearing outer ring 3 radially from the outside.
  • the insulation element 11 consists of a sleeve portion 12 and two radially outwardly extending Abstützschenkeln 13.
  • the Abstütz-! 13 engage in the groove 8 of the rolling bearing 1 a.
  • the insulation element 11 is U-shaped viewed in cross-section with the front side of the support legs 13 axially projecting extension sections / paragraphs 15 designed.
  • the insulation element 11 also has a convex, spherical shape in the sleeve portion 12.
  • the sleeve portion 12 is radially spaced from the cylindrical outer surface 7 of the bearing outer ring 3, extends axially rectilinearly with the axis of rotation 17 and circumferentially of the bearing outer ring 3, subject to possible slots 18, circumferentially, so that the sleeve portion 12, the outer - Surrounds circumferential side of the bearing outer ring 3 from radially outside.
  • the sleeve portion 12 has the same axial width as the bearing outer ring 3 at its widest point, but may alternatively be wider or narrower than the bearing outer ring.
  • the support legs 13 extend inward in the radial direction, wherein the two support legs 13 are substantially parallel to each other and have substantially the same length in the radial direction inwards.
  • the support legs! 13 are divided into a disc-shaped base portion and an integral thereon snap nose.
  • the snap-action lugs create an axial shoulder on each support leg 13.
  • the support leg 13 has its heel on one side, which is the same direction with the end face of the bearing outer ring 3 and is supported on a Nutsteg 16 in the axial direction.
  • the two circumferential around the rotation axis 17 Nutstege 16 are formed axially end side of the bearing outer ring 3 on the end face.
  • the Abstützschenkei 13 are positively and / or non-positively clamped in the bearing outer ring 3 and thus engaged in the grooves 8 / snapped.
  • the two support legs 13 have a smaller wall thickness / thickness axially than the sleeve portion 12 of the insulation element 11 in the radial direction.
  • Figures 2, 3, 5 and 7 With the aid of the illustrations of Figures 2 and 3, the differences are shown, which result from a position-oriented installation of the rolling bearing 1 for the shape of the groove 8 and / or the shape of the support legs 13. The differences are due to the particular inventive geometry of the groove 8 shown in Figures 5 and 7 in cooperation with the insulating member 11.
  • Figures 5 and 7 The outline of the outer cylindrical surface of the bearing outer ring 3 is described in cross section through a circle with the radius R.
  • the outline of the groove 8 in the groove base 10 about the axis of rotation 17 can be considered in cross-section as oval or elliptical, since this can be described by two major half-axes of lengths ai and a 2 and two small half-axis of lengths bi and b 2 .
  • the distances ai and a 2 stand for the radial distance of the groove base 10 from the rotation axis 17 in each case in the image in the vertical direction.
  • the semiaxes with the dimensions bi and b 2 extending at right angles to the vertical semiaxes respectively denote the distance of the groove base 10 from the rotation axis 17 in the horizontal direction.
  • the distances ai and a 2 are each longer than the respective distance bi and b 2 .
  • the lengths of the distances ai and a 2 can be the same size or different from each other.
  • the lengths of the lines bi and b 2 can be the same size or different from each other. As shown in FIG. 7, the result is:
  • - ai and a 2 are each> as bi and b 2 ;
  • Tbi and Tb 2 are each> as Tai and Ta 2 ; wherein the shallowest places Tai or Ta 2 of the groove 8 in the illustrations of Figures 1 and 7 in the picture above and below each lie at the intersection with the line II and the lowest points Tb 1 and Tb 2 of the groove 8 in the picture left and right on the line III.
  • the shallowest point in the respective first region is described with the distance ai or a 2 of the groove bottom 8a to the rotation axis 17.
  • the lowest point in the respective second area is described by the respective distance bi or b 2 .
  • the insulating member 11 is formed as a metallic composite, namely, a steel or an aluminum alloy.
  • the depth of the groove is constant and the height of the support legs is not constant, so that the radial end surfaces of the support legs and the groove bottom of the groove are in contact only at predetermined areas.
  • FIG. 8 shows a CVT transmission 19, in which a conical disk 20a of a pair of conical disks 20 is connected to a drive shaft 21 and is operatively connected to a gear pair 22 of a countershaft stage. Another conical disk 20b of the cone pulley pair 20 is seated in a rotationally fixed but displaceable manner on the drive shaft 21.
  • the drive shaft 21 is rotatably mounted on a bearing 23 and a bearing 24 in a housing 29 of the transmission 19.
  • Another conical disk pair 25 is arranged at a distance from the conical disk pair 20.
  • a chain 34 runs around.
  • a conical disk 25 a of the conical disk pair 25 is connected to an output shaft 26 of the transmission 19.
  • the other conical disk 25b of the cone pulley pair 25 is fixed against rotation but displaceable on the Output shaft 26.
  • the output shaft is mounted on a bearing 27 and at a bearing point 28 in the housing 29.
  • a gear 31 of the gear pair 22 is seated on the gear shaft 21 and communicates with a gear 30 in meshing engagement.
  • the shaft 32 of the gear 30 is rotatably mounted in the housing 29 at a bearing 33.
  • At least one rolling bearing 1 according to the invention is installed in at least one of the bearing points 23, 27, 28, 29 or 33, which are occupied once or several times by roller bearings.
  • a rolling bearing 1 is used for example for supporting the drive shaft 21 of the CVT transmission in the bearings 23 and 24.
  • the respective rolling bearing 1 shown in FIG. 1 is oriented such that the respective line II extends in the chain pulling direction symbolized by the arrows in FIG. 8 and thus in the direction of the force of the main action.
  • the rolling bearing is installed so that the respective line III is directed in the direction of an excitation force, ie in this case perpendicular to the image plane.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager (1) mit einem Lagerinnenring (2), mit einem, diesen umgebenden, radial ausserhalb des Lagerinnenrings (2) angeordneten Lageraussenring (3), mit mehreren zwischen dem Lagerinnenring (2) und dem lageraussenring (3) angeordneten Wälzkörpern (4) und zumindest einer im Lageraussenring (3) angebrachten Nut (8), enthaltend eine Nutwand (9) und einen an dessen radial innerem Ende befindlichen Nutgrund (10), wobei ein zum Schall- und Schwingungsdämpfen vorgesehenes Isolationselement (11) auf dem Lageraussenring (3) vorhanden ist, wobei das Isolationselement (11) einen Hülsenbereich (12) sowie zumindest einen sich von diesem Hülsenbereich (12) aus radial nach innen erstreckenden Abstützschenkel (13) aufweist, wobei der Abstützschenkel (13) in die Nut (8) eingreift. Die Erfindung betrifft auch ein CVT-Getriebe, in das wenigstens ein erfindungsgemässes Wälzlager (1) installiert ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Geräuschentkoppeltes Lager für ein CVT-Getriebe mit ovaler Nut Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem Lagerinnenring, mit einem, diesen umgebenden und radial außerhalb des Lagerinnenrings angeordneten Lageraußenring, mit mehreren zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring angeordneten Wälzkörpern und zumindest einer im Lageraußenring angebrachten Nut, enthaltend eine Nutwand und einen an dessen radial innerem Ende befindlichen Nutgrund, wobei ein zum Schall- und Schwingungsdämpfen vorgesehenes Isolationselement auf dem Lageraußenring vorhanden ist, wobei das Isolationselement einen Hülsenbereich sowie zumindest einen sich von diesem Hülsenbereich aus radial nach innen erstre- ckenden Abstützschenkel aufweist, wobei der Abstützschenkel in die Nut eingreift. Die Erfindung betrifft auch ein CVT-Getriebe mit einem derartigen Wälzlager.
Hintergrund der Erfindung Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene gattungsgemäße Ausführungen eines solchen Wälzlagers bekannt. EP 1 908 972 B1 offenbart zum Beispiel eine Ent- kopplungsvorrichtung für eine Lagerung einer Welle eines CVT-Getriebes. Zwischen dem Lageraußenring und dem Gehäuse des sind Radialwellenfedern angeordnet, die unter elastischer Verformung eine begrenzte relative Radialbewegung zwischen der Innenfläche der Außenfläche zulassen. Alternativ ist eine Radialwellfeder bildende Federhülse mit insgesamt U-förmigem Querschnitt aufgesetzt, deren insgesamt achsparallel verlaufender Boden radial ausgebuchtet ist und wahlweise Schlitze aufweist.
DE 10 2012 209 459 A1 offenbart ein Lager, das für einen Einsatz in einem CVT- Getriebe vorgesehen ist. Das Wälzlager weist einen Lageraußenring und eine radial außerhalb des Lageraußenringes angeordnete Schale auf. Die Schale umgreift den Lageraußenring und liegt mit sich radial erstreckenden Seitenwangen an zwei Axial- flächen des Lageraußenrings an. Die Seitenwangen sind formschlüssig am Lageraußenring festgelegt. Die Schale dient der akustischen Entkopplung.
Ein Nachteil dieser bekannten Ausführungen ist, dass beim Einsatz in einem CVT- Getriebe mit Kette Schwingungen nicht ausreichend gedämpft sind, die Montage aufwendig ist und die Wälzlager zu kosten intensiv sind.
Beschreibung der Erfindung Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und eine verbesserte Schwingungsreduzierung sowie eine Verminderung von Kettengeräuschen zu erzielen.
Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Eine Nut und ein Abstützschenkel des Isolationselements sind derart aufeinander abgestimmt, dass radiale Endflächen des Abstützschenkels zumindest an zwei gegenüberliegenden ersten Bereichen der Nut den Nutgrund berühren und zumindest an zwei anderen gegenüberliegenden zweiten Bereichen zum Nutgrund beabstandet sind. Der Nutgrund verläuft an tiefster Stelle Nut um die Rotationsachse. Dazu ist beispielsweise die Nut im Grund unrund bzw. der Verlauf des Nutgrundes um die Rotationsachse weicht von einer Kreisbahn ab. Der Verlauf des innen zur Rotationsachse gewandten Randes (der radialen Endflächen) der Abstützschenkel um die Rotationsachse folgt dabei weiter einer Kreislinie um die Rotationsachse. Die Nut weist vor- zugsweise sich an der Rotationsachse radial einander gegenüberliegende erste Bereiche auf, in denen der Abstand des Nutgrundes zur Rotationsachse größer ist als der dazu um die Rotationsachse versetzten zweiten Bereichen, in denen der Abstand des Nutgrundes zur Rotationsachse kleiner ist. Dabei sind die ersten Bereiche in Um- fangsrichtung um die Rotationsachse vorzugsweise um 90° oder mehr bzw. weniger gegenüber den zweiten Bereichen verdreht versetzt. Es ergibt sich im Querschnitt des jeweiligen Wälzlagers betrachtet z.B. ein ovaler oder elliptischer Verlauf des Nutgrundes um die Rotationsachse. Deshalb und weil Endflächen der Abstützschenkel dagegen auf einer Kreislinie (bzw. Zylinderfläche) um die Rotationsachse verlaufen ergibt sich zwischen den radialen Endflächen des Abstützschenkels und dem Nutgrund radial auf Höhe des zweiten Bereiches beispielsweise ein sichelförmiger Spalt (Leerraum) zwischen den Endflächen und dem Nutgrund. Dadurch ist das Isolationselement in Abhängigkeit von den radialen Abmessungen des sichelförmigen Spalts radial nachgiebig. Alternativ kann der Verlauf des Nutgrundes im Wesentlichen einer Kreisbahn/Zylinderfläche folgen, aber dann partiell im zweiten Bereich in umfangsgerichtete linien- oder bogenförmige Abflachungen übergehen, durch die kreisabschnittförmige oder sichelförmige Spalte zwischen dem Nutgrund und den Endflächen entstehe . Die größte radiale Abmessung des Spalts entspricht im eingebauten und unbelasteten Zustand des Wälzlagers vorzugsweise etwa der Hälfte des lichten inneren Durchmessers des Isolationselements, gemessen zwischen den Endflächen der Abstützschenkel, abzüglich eines kürzesten Abstands des Nutgrundes zur Rotationsachse in dem zweiten Bereich.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sich im eingebauten Zustand des Wälzlagers zwei unterschiedlich elastische Bereiche des Isolierelements ergeben. In Richtung des ersten Bereiches reagiert das Isolationselement im eingebauten Zustand elastisch härter, also steifer, da die Abstützschenkel im Nutgrund abgestützt sind. Im zweiten Bereich ist das Isolationselement elastisch weicher, also weniger steif, da der Spalt zwischen den Schenkeln und dem Nutgrund radial-elastisches Nachgeben möglich macht. Dazu wird das Wälzlager mit Bezug auf das Rotationszentrum so rich- tungsorientiert eingebaut, dass die sich radial einander gegenüberliegenden ersten Bereiche in die radiale Hauptbelastungsrichtung des Wälzlagers ausgerichtet werden. In diesem Fall ist das Wälzlager also so ausgerichtet, dass das Wälzlager in Richtungen der Hauptbelastungen vollständig sicher über den Lageraußenring und an dem Isolierelement radial abgestützt ist, da in diesem Bereich die Abstützschenkel am Nutgrund anliegen. Die zweiten Bereiche sind dadurch in Richtung von Anregungskräften ausgerichtet, die während des Betriebs auf das Wälzlager einwirken. Zwischen dem Nutgrund des Lageraußenrings und den Abstützschenkeln verbleibt an dieser Stelle zunächst der Spalt, der sich in Abhängigkeit von den Belastungen verändern kann. Der Vorteil der Erfindung liegt deshalb auch darin, dass das Wälzlager zur Lagerung einer Antriebswelle und/oder einer Abtriebswelle eines CVT-Getriebes eingesetzt werden kann. In diesem Falle ist die Hauptbelastungsrichtung die Kettenzugrich- tung und die Anregungskräfte ergeben sich z.B. durch Aufschlagimpulse der Zapfen der Kette auf die Kegelflächen der Kegelräderpaare des CVT - Getriebes. In Ketten- zugrichtung ergibt sich damit ein steiferes Verhalten des Isolationselements als in die anderen Richtungen. Dadurch werden die radialen Anregungskräfte vom Lageraußen- ring besser entkoppelt und es wird somit eine bessere Geräusch- und Schwingungsdämpfung erreicht.
Die sichere AbStützung des Isolationselements ergibt sich in zwei der Nuten. Jede der Nut ist axial endseitig des Lageraußenrings ausgebildet. Das Isolationselement weist dementsprechend zwei Schenkel auf, von denen jeder in jeweils eine der Nuten eingreift. Außerdem kann das Isolationselement über die Abstützschenkel axial in den Nuten des Lageraußenrings eingespannt werden, so dass axiales Aufbiegen oder Aufweiten der Abstützschenkel unter Last verhindert ist. Vorteilhaft ist es auch, wenn sich die Abstützschenkel in den Nuten zumindest im ersten und/oder zweiten Bereich relativ zum Lageraußenring verspannen. Dadurch werden die Abstützschenkel, und somit das Isolationselement, in axialer Richtung und radialer Richtung gesichert. Die Abstützschenkel sind aufeinander zu oder voneinander weg verspannt und gehen vorzugsweise eine kraft-, Stoff- und/ oder formschlüssige Verbindung mit der Oberfläche des Lageraußenrings ein. Dadurch wird eine schnelle und einfache Montage er- möglicht und sicherer Halt und sicheres Handling beim Transport und bei der Montage gewährleistet. Die formschlüssigen Verbindungen sind entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung mit Hilfe von Schnappnasen ausgeführt, die in die Nut eingreifen.
Die Lagerinnenringe und der Lageraußenringe sind üblicherweise aus Stahl herge- stellt. Das Isolationselement ist bevorzugt aus Metall, z.B. aus einer Stahl- oder Aluminiumlegierung. Die genannten Materialien eignen sich gut zur effizienten Geräuschentkopplung und tragen trotzdem hohe Lasten. Denkbar ist auch die Verwendung von Kunststoff als alleiniger Werkstoff für das Isolationselement oder in Kombination mit den anderen vorgenannten Werkstoffen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Abstützschenkel radial relativ kurz sind, also ca. 80% vom Gesamtdurchmesser des Wälzlagers oder 10% bis 25% der axialen Breite des Wälzlagers entsprechen. Dadurch wird die durch das Wälzlager beanspruchte radiale Bauhöhe so gering wie möglich gehalten und die radiale Steifigkeit optimiert.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Isolationselement mehrteilig, vorzugsweise zweiteilig, aufgebaut ist. Dadurch kann zwischen den jeweiligen Enden der Reifenteile ein Luftspalt verbleiben und die Dämpfungswirkung unterstützen. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zwischen dem Isolationselement und dem Lageraußenring zumindest ein Dämpfungselement aus einem Elastomer oder aus Gummiwerkstoff angeordnet ist. Auch das trägt vorteilhaft zusätzlich zur Dämpfung bei.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein CVT-Getriebe mit zumindest einem erfindungsgemäßen Wälzlager, wobei der Lagerinnenring des Wälzlagers auf einer Antriebs- oder eine Abtriebswelle sitzt. Die auch als Kegelscheibenumschlingungsgetriebe bezeich- neten CVT-Getriebe weisen zwei Kegelscheibenpaare auf. Diese Scheibenpaare werden von einem Zugmittel in Form eines Riemens oder einer Ketten umschlungen. Die Übersetzung des Getriebes wird durch Veränderung des Abstandes zwischen den Kegelscheibenpaaren verändert. Metallische Ketten werden insbesondere zur Übertragung von höheren Drehmomenten von 300 Nm und mehr verwendet. Es sind in mehreren Reihen nebeneinander angeordnete Laschen mittels Zapfen zu einer Kette zusammengefasst. Durch den Kontakt der Stirnflächen der Zapfen mit den Kegelflächen der Kegelscheiben entsteht Haftreibung zwischen der Kette und den Kegelscheiben. Wenn die Stirnflächen der Zapfen bei umlaufender Kette auf die Kegelflächen treffen, entstehen Aufschlagimpulse. Die dadurch angeregten Schwingungen werden als Körperschall durch die Struktur des CVT-Getriebes über dessen Lagerung an der Fahrzeugstruktur hörbar oder spürbar in das Fahrzeuginnere weitergeleitet. Wie anfangs schon beschrieben wurde, können mittels der Erfindung in Lagerstellen von CVT-Getrieben besonders effektiv akustische Schwingungen gedämpft/ entkoppelt/ isoliert werden.
Beschreibung der Zeichnungen Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bauteile und Elemente sind in den verschiedenen Darstellungen mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Darstellungen sind nicht maßstäblich. Figur 1 zeigt eine eine Frontalansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers 1.
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt entlang Rotationsachse 17 auf Höhe der Linie II - II des in Fig. 1 dargestellten Wälzlagers 1. Figur 3 zeigt einen Längsschnitt entlang der Rotationsachse auf Höhe der Linie III - III des in Fig. 1 dargestellten Wälzlagers 1.
Figur 4 zeigt eine Seitenansicht des Wälzlagers 1 und Figur 5 einen Querschnitt durch das in Figur 4 dargestellte Wälzlager 1 entlang der Linie V - V.
Figur 6 zeigt eine Seitenansicht des Lageraußenrings 3 des in den Figur 1 und 6 dargestellten Wälzlagers 1 und Figur 7 einen Querschnitt durch den Lageraußenring 3 auf Höhe der Nut 8 entlang der Linie VII - VII nach Figur 6. Figur 8 zeigt ein CVT-Getriebe, das nicht vollständig und vereinfacht symbolisiert dargestellt ist
Mit den Figuren 1, 2 und 3 ist das Wälzlager 1 dargestellt. Das Wälzlager 1 weist einen Lagerinnenring 2 sowie einen den Lagerinnenring 2 umgebenden Lageraußen- ring 3 auf. Symmetrieachse der Lagerringe 2 und 3 ist die Rotationsachse 17. Mehrere als Kugeln ausgeführte Wälzkörper 4 sind radial zwischen dem Lagerinnenring 2 und dem Lageraußenring 3 in einem Wälzkörperkäfig 5 um die Rotationsachse 17 verteilt angeordnet. Figuren 1, 5 und 7: Die Linie II und die zur Linie II senkrechte Linie III verlaufen durch ein Rotationszentrum 6 des Wälzlagers 1 , das auf der Rotationsachse 17 liegt. Figuren 2, 3, 5, 6 und 7: Der Lageraußenring 3 ist an der Außenfläche 7 mit zwei Nuten 8 versehen. Jede Nut 8 weist zwei sich radial erstreckende Nutwände 9 und einen an deren radial inneren Enden befindlichen Nutgrund 10 auf. Figuren 1, 2, 3, 4 und 5: Ein zum Schall- und Schwingungsdämpfen vorgesehenes Isolationselement 11 greift in die Nuten 8 des Lageraußenrings 3 ein. Das Isolationselement 11 ist zweiteilig, aus zwei separaten Halbschalen 11a und 11 b zusammengesetzt und im zusammengesetzten Zustand ringförmig ausgestaltet. Die Halbschalen 11a und 11b sind im Wesentlichen gleich aufgebaut und bilden, vorbehaltlich der Schlitze 18, zusammen einen Reifen, der den Lageraußenring 3 radial von außen umschließt.
Figuren 2 und 3: Das Isolationselement 11 besteht aus einem Hülsenbereich 12 sowie aus zwei sich radial nach innen erstreckenden Abstützschenkeln 13. Die Abstütz- schenke! 13 greifen dabei in die Nut 8 des Wälzlagers 1 ein. Das Isolationselement 11 ist im Querschnitt betrachtet U-förmig mit stirnseitig seitlich der Abstützschenkel 13 axial abstehenden Verlängerungsabschnitten/Absätzen 15 gestaltet. Das Isolationselement 11 weist zudem eine konvexe, ballige Form in dem Hülsenbereich 12 auf. Der Hülsenbereich 12 befindet sich mit Abstand radial gegenüber der zylindrischen Au- ßenoberfläche 7 des Lageraußenrings 3, erstreckt sich axial gleichgerichtet mit der Rotationsachse 17 und verläuft entlang des Umfangs des Lageraußenrings 3, vorbehaltlich möglicher Schlitze 18, umlaufend, so dass der Hülsenbereich 12 die Außen- umfangsseite des Lageraußenrings 3 von radial außen umgibt. Der Hülsenbereich 12 weist die gleiche axiale Breite, wie der Lageraußenring 3 an seiner breitesten Stelle auf, kann alternativ aber auch breiter oder schmaler als der Lageraußenring sein.
Die Abstützschenkel 13 erstrecken sich in radialer Richtung nach innen, wobei die beiden Abstützschenkel 13 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und im Wesentlichen die gleiche Länge in radialer Richtung nach innen aufweisen. Die Abstütz- schenke! 13 sind in einen scheibenförmigen Grundabschnitt sowie eine daran integral anschließende Schnappnase aufgeteilt. Durch die Schnappnasen entsteht an jedem Abstützschenkel 13 ein axialer Absatz. Der Abstützschenkel 13 weist seinen Absatz an einer Seite auf, die mit der Stirnseite des Lageraußenrings 3 gleich gerichtet ist und an einem Nutsteg 16 in axialer Richtung abgestützt ist. Die beiden um die Rotationsachse 17 umlaufenden Nutstege 16 sind axial endseitig des Lageraußenrings 3 an dessen Stirnseite ausgebildet. Die Abstützschenkei 13 sind formschlüssig und/oder kraftschlüssig im Lageraußenring 3 eingespannt und somit in die Nuten 8 eingerastet/ eingeschnappt. Die beiden Abstützschenkel 13 weisen axial eine geringere Wandstärke/ -dicke auf als der Hülsenbereich 12 des Isolationselements 11 in radiale Richtung.
Figuren 2, 3, 5 und 7: Mithilfe den Darstellungen der Figuren 2 und 3 werden die Unterschiede aufgezeigt, welche sich durch einen lageorientierten Einbau des Wälz- lagers 1 für die Form der Nut 8 und/oder die Form der Abstützschenkel 13 ergeben. Die Unterschiede sind durch die in den Figuren 5 und 7 gezeigte besondere erfindungsgemäße Geometrie der Nut 8 im Zusammenwirken mit dem Isolationselement 11 begründet. Figuren 5 und 7: Der Umriss der außenzylindrischen Fläche des Lageraußenrings 3 ist im Querschnitt durch einen Kreis mit dem Radius R beschrieben. Der Umriss der Nut 8 im Nutgrund 10 um die Rotationsachse 17 kann im Querschnitt als oval oder ellipsenförmig angesehen werden, da dieser durch zwei große Halbachsen der Längen ai und a2 und zwei kleine Halbachse der Längen bi und b2 beschrieben werden kann. Die Abstände ai bzw. a2 stehen für den radialen Abstand des Nutgrundes 10 von der Rotationsachse 17 jeweils im Bild in vertikale Richtung. Die zu den vertikalen Halbachsen rechtwinklig verlaufenden Halbachsen mit den Maßen bi und b2 bezeichnen jeweils den Abstand des Nutgrundes 10 von der Rotationsachse 17 in horizontaler Richtung. Die Strecken ai bzw. a2 sind jeweils länger als die jeweilige Strecke bi und b2. Die Längen der Strecken ai und a2 können gleich groß sein oder sich voneinander unterscheiden. Die Längen der Strecken bi und b2 können gleich groß sein oder sich voneinander unterscheiden. Es ergeben sich gemäß der Darstellung in Figur 7:
- die Tiefe der Nut 8 an flachster Stelle Tai = R - ai bzw. Ta2 = R - a2;
- die Tiefe der Nut 8 an tiefster Stelle Tbi = R - bi bzw. Tb2 = R - b2;
- ai und a2 sind jeweils > als bi und b2;
- Tbi und Tb2 sind jeweils > als Tai und Ta2; wobei die flachsten Stellen Tai bzw. Ta2 der Nut 8 in den Darstellungen der Figuren 1 und 7 im Bild oben und unten jeweils im Schnittpunkt mit der Linie II liegen und die tiefsten Stellen Tb1 und Tb2 der Nut 8 im Bild links und rechts auf der Linie III. Dabei ist die flachste Stelle im jeweiligen ersten Bereich mit dem Abstand ai bzw. a2 des Nutgrundes 8a zur Rotationsachse 17 beschrieben. Die tiefste Stelle im jeweiligen zweiten Bereich ist durch den jeweiligen Abstand bi bzw. b2 beschrieben.
Daraus ergibt sich, dass, wie in Figur 2 dargestellt ist, die radialen Endflächen 14 der Abstützschenkel 13 den Nutgrund 10 innerhalb der Nut 8 berühren. Im Bereich des Absatzes 15 besteht somit kein Kontakt zwischen dem Abstützschenkel 13 und dem Nutsteg 16 der Nut 8. Zwischen dem jeweiligen Absatz 15 und dem gegenüberliegenden Nutsteg 16 ist jeweils ein als O-Ring ausgeführtes elastisches Dämpfungselement 35 angeordnet. Dem entgegen sind die radialen Endflächen 14 der Abstützschenkel 13 in der Darstellung nach Figur 3 zum Nutgrund 10 der Nut 8 beabstandet.
Das Isolationselement 11 ist als ein metallischer Verbund, nämlich aus einer Stahloder einer Aluminiumlegierung ausgebildet.
Alternativ zur oben beschriebenen Ausführung ist die Tiefe der Nut konstant und die Höhe der Abstützschenkel nicht konstant, so dass die radialen Endflächen der Abstützschenkel und der Nutgrund der Nut nur an vorbestimmten Bereichen in Kontakt stehen.
Figur 8: zeigt ein CVT - Getriebe 19, in dem eine Kegelscheibe 20a eines Kegel- scheibenpaares 20 mit einer Antriebswelle 21 verbunden ist und mit einem Zahnradpaar 22 einer Vorgelegestufe wirkverbunden ist. Eine weitere Kegelscheibe 20b des Kegelscheibenpaares 20 sitzt rotationsfest aber verschiebbar auf der Antriebswelle 21. Die Antriebswelle 21 ist an einer Lagerstelle 23 und einer Lagerstelle 24 rotierbar in einem Gehäuse 29 des Getriebes 19 gelagert. Ein weiteres Kegelscheibenpaar 25 ist mit Abstand zu dem Kegelscheibenpaar 20 angeordnet. Um die Kegelscheibenpaare 20 und 25 läuft eine Kette 34 um. Eine Kegelscheibe 25a des Kegelscheibenpaares 25 ist mit einer Abtriebswelle 26 des Getriebes 19 verbunden. Die andere Kegelscheibe 25b des Kegelscheibenpaares 25 sitzt rotationsfest aber verschiebbar auf der Abtriebswelle 26. Die Abtriebswelle ist an einer Lagerstelle 27 und an einer Lagerstelle 28 in dem Gehäuse 29 gelagert. Ein Zahnrad 31 des Zahnradpaares 22 sitzt auf der Getriebewelle 21 und steht mit einem Zahnrad 30 im Zahneingriff. Die Welle 32 des Zahnrads 30 ist an einer Lagerstelle 33 rotierbar in dem Gehäuse 29 gelagert. In we- nigstens einer der einfach oder mehrfach mit Wälzlagern belegten Lagerstellen 23, 27, 28, 29 oder 33 ist mindestens ein erfindungsgemäßes Wälzlager 1 verbaut.
Jeweils ein Wälzlager 1 ist z.B. zur Lagerung der Antriebswelle 21 des CVT-Getriebes in die Lagerstellen 23 und 24 eingesetzt. Das jeweilige in Figur 1 dargestellte Wälzla- ger 1 ist dabei so ausgerichtet, dass die jeweilige Linie II in die in Figur 8 mit den Pfeilen symbolisierte Kettenzugrichtung und somit in Krafthauptwirkrichtung gerichtet verläuft. Dadurch ist das Wälzlager so eingebaut, dass die jeweilige Linie III in Richtung einer Anregungskraft, also in diesem Fall senkrecht zur Bildebene, gerichtet ist.
Bezugszeichenliste
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Claims

Patentansprüche
1. Wälzlager (1) mit einem Lagerinnenring (2), mit einem, diesen umgebenden, radial außerhalb des Lagerinnenrings (2) angeordneten Lageraußenring (3), mit mehreren zwischen dem Lagerinnenring (2) und dem Lageraußenring (3) angeordneten Wälzkörpern (4) und zumindest einer im Lageraußenring (3) angebrachten Nut (8), enthaltend eine Nutwand (9) und einen an dessen radial innerem Ende befindlichen Nutgrund (10), wobei ein zum Schall- und Schwingungsdämpfen vorgesehenes Isolationselement (11) auf dem Lageraußenring (3) vorhanden ist, wobei das Isolationselement (11) einen Hülsenbereich (12) sowie zumindest einen sich von diesem Hülsenbereich (12) aus radial nach innen erstreckenden Abstützschenkel (13) aufweist, wobei der Abstützschenkel (13) in die Nut (8) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (8) und der Abstützschenkel (13) des Isolationselements (11) derart aufeinander abgestimmt sind, dass radiale Endflächen (14) des Abstützschenkels (13) zumindest an zwei gegenüberliegenden ersten Bereichen der Nut (8) den Nutgrund (10) berühren und zumindest an zwei anderen gegenüberliegenden zweiten Bereichen vom Nutgrund (10) beabstandet sind.
2. Wälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (2), der Lageraußenring (3) und die Nut (8) gemeinsam um eine Rotationsachse (17) des Wälzlagers (1) verlaufen, wobei die als Ringnut ausgebildete Nut (8) einen von einer Kreisringform abweichenden Verlauf um die Rotationsachse (17) aufweist, und wobei der Abstand (a1 , a2) der Nut zur Rotationsachse (17) im Verlauf um die Rotationsachse (17) an den zwei einander an der Rotationsachse (17) gegenüberliegenden ersten Bereichen größer ist als Abstände (b1 , b2) der Nut (8) zur Rotationsachse (17) an den zwei einander gegenüberliegenenden zweiten Bereichen.
3. Wälzlager (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Nuten (8) vorhanden sind, in die je ein Abstützschenkel (13) hineinragt.
4. Wälzlager (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützschenkel (13) in den Nuten (8) zumindest in den ersten Bereichen und/oder in den zweiten Bereichen relativ zum Lageraußenring (3) axial verspannt sind.
5. Wälzlager (1) nach einem der Ansprüche 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (8) im Querschnitt eine ovale Ausdehnung aufweist oder eine kreisringförmige Erstreckung mit wenigstens zwei Abflachungen aufweist.
6. CVT-Getriebe (19), in dem ein mit einer Antriebswelle (21) wirkverbundenes erstes Kegelscheibenpaar (20) und ein mit einer Abtriebswelle (26) wirkverbundenes zweites Kegelscheibenpaar (25) über Zugmittel miteinander wirkverbunden sind, und das mehrere Lagerstellen (23, 27, 28, 29, 33) aufweist, wobei an den Lagerstellen (23, 27, 28, 29,33) Wellen (21 , 26, 33) in einem Gehäuse (29) drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens eine der Lagerstellen (23, 27, 28, 29, 33) ein Wälzlager (1) nach Anspruch 1 installiert ist.
7. CVT-Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (21) und/oder die Abtriebswelle (26) mittels wenigstens eines Wälzlagers
(I) nach Anspruch 1 gelagert sind.
8. CVT-Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bereiche sich an einer die Rotationsachse 17 schneidenden ersten Linie (II) gegenüberliegen, wobei das Wälzlager (1) so in einer der Lagerstellen (23, 24) installiert ist, dass die erste Linie (II) in eine Hauptbelastungsrichtung ausgerichtet ist, und wobei die Hauptbelastungsrichtung wenigstens einer Zugrichtung des mit den Kegelscheibenpaaren ((20, 25) umlaufenden Zugmittels entspricht, und dass die zweiten Bereiche sich an einer zweiten Linie (III) einander gegenüber liegen und dabei die zweite Linie (III) rechtwinklig zur ersten Linie
(II) ausgerichtet ist sowie die Rotationsachse (17) schneidet.
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