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Patent Searching and Data


Title:
BEARING ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/018838
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention describes a bearing arrangement of a pinion shaft (II) in a housing (6), wherein the pinion of the pinion shaft (II) interacts with a crown gear (I), wherein the pinion shaft (II) is mounted in the housing (6) by way of two axial bearings (3, 5) and a radial bearing (4) arranged between the axial bearings (3, 5).

Inventors:
GRATZER FRANZ (AT)
SCHWEIGER HANNES (AT)
SCHWEIGER WOLFGANG (AT)
WURZINGER SIMON (AT)
Application Number:
EP2014/066841
Publication Date:
February 12, 2015
Filing Date:
August 05, 2014
Export Citation:
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Assignee:
MAGNA POWERTRAIN AG & CO KG (AT)
International Classes:
F16C19/18; F16H48/42
Foreign References:
US1106149A1914-08-04
JP2003172348A2003-06-20
US1536824A1925-05-05
DE102007062148A12009-06-25
Attorney, Agent or Firm:
RAUSCH, Gabriele (DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Lagerung einer Ritzelwelle in einem Gehäuse, wobei das Ritzel der Ritzel- welle (II) mit einem Tellerrad (I) zusammenwirkt, wobei die Ritzelwelle (II) mit zwei Axiallagern (3, 5) und einem zwischen den Axiallagern (3, 5) angeordnetem Radiallager (4) im Gehäuse (6) gelagert ist.

2 Lagerung nach Anspruch 1 ,

die Axiallager (3, 5) sind beidseitig des Gehäuses, der Gehäusewand (6) angeordnet.

3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2,

das Radiallager (4) ist innerhalb der Gehäuseöffnung angerdnet.

4. Lagerung wenigstens nach Anspruch 1 ,

wenigstens eines der Axiallager (3, 5) ist als Nadellager ausgeführt.

5. Lagerung wenigstens nach Anspruch 1 ,

das Radiallager (4) ist als Nadellager ausgeführt.

6. Lagerung wenigstens nach Anspruch 1 ,

wenigstens eines der Axiallager (3, 5) ist mit einem in Achsrichtung wirksamen Federelement zum Ausgleich thermischer Ausdehnungen versehen.

7. Lagerung wenigstens nach Anspruch 1 ,

wenigstens ein Axiallager (3, 5) bildet mit dem Radiallager (4) eine Baueinheit.

8. Lagerung wenigstens nach Anspruch 1 ,

das Radiallager (4) wird über eine Olschmierungsbohrung (7) in der Ritzelwelle (II) mit Öl versorgt.

9. Lagerung wenigstens nach Anspruch 1 ,

das Radiallager (4) wird über eine Olschmierungsbohrung (6a) in der Gehäusewand (6) mit Öl versorgt.

10. Lagerung wenigstens nach Anspruch 1 ,

die Ritzelwelle (II) ist an dem in das Gehäuse (6) ragende Ende hohl ausgeführt.

Description:
Lagerung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerung nach der Art von Anspruch 1 .

Eine Ritzelwelle, welche mir einem Tellerrad eines Achsgetriebes zusammenwirkt, hat Kräfte in Achsrichtung sowie quer zur Achsrichtung aufzunehmen. Zusätzlich wirken Biegekräfte auf die Welle.

Einen Achsantrieb mit Tellerrad und einer Ritzelwelle nebst Lagerung über Kegelrollenlager zeigt die EP 1 295 749 A2. Die Ritzelwelle ist über zwei Kegelrollenlager radial und in Achsrichtung im Gehäuse abgestützt.

Eine Ritzelwellenlagerung mittels radialen Wälzlagern und einem axialen Lager zeigt die JP 2003-172348 A.

Es liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lagerung in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Form bereitzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Lagerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist eine Lagerung einer Ritzelwelle in einem Gehäuse, einem Getriebegehäuse vorgesehen, wobei das Ritzel der Ritzelwelle mit einem Tellerrad, der Verzahnung eines Tellerrades zusammenwirkt, wobei die Ritzelwelle mit zwei Axiallagern und einem zwischen den Axiallagern angeordnetem Radiallagern in dem Gehäuse, der Wand des Gehäuses gelagert ist.

Die Ritzelwelle ist durch eine Öffnung im Gehäuse in das Innere des Gehäuses hindurchgeführt. Innerhalb des Gehäuses ist das Tellerrad angeordnet, mit dem das Ritzel der Ritzelwelle zusammenwirkt. Die erfindungsgemäße Lagerung besteht aus jeweils einem Axiallager auf beiden Seiten der Gehäusewand so- wie einem Radiallager, einem Radiallagerkranz zwischen den beiden Axiallagern. Die beiden Axiallager, die Lagerkränze umgeben beidseitig des Gehäuses die die Ritzelwelle hindurchführende Öffnung. Im Inneren des Gehäuses kann das erste Axiallager zwischen dem Ritzel, der Rückseite des Ritzels und der Gehäusewand angeordnet sein.

Das au ßerhalb des Gehäuses angeordnete zweite Axiallager ist zwischen Gehäuse, Gehäusewand und einer axialen Abstützung, insbesondere einer mittels Sicherungsring fixierten Anlaufsscheibe angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind drei Lagerkränze vorgesehen. Die Axiallager sind in der beschriebenen Weise an der Innenseite, der Außenseite des Gehäuses angeordnet. Das Radiallager ist innerhalb der Öffnung des Gehäuses und zwischen den beiden Axiallagern angeordnet.

Wenigstens eines der Axiallager hat ein als Federelement ausgebildetes Kompensationselement, welches zwischen Lager und Gehäuse wirkt und dem Ausgleich von Temperaturdehnungen dient. Das Radiallager ist bevorzugt als Nadellager ausgebildet. Auch wenigstens eines der Axiallager ist bevorzugt als Nadellager ausgebildet.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht eine Kombination eines Radial-Axiallagers vor. Eine derartige Lagerkombination ist bevorzugt von der Getriebeaußenseite eingesetzt und verwendet einen Lagerring mit einer Lagerfläche für das Radiallager sowie einer Lagerfläche für das außen sitzende, zweite Axiallager.

Zur Versorgung mit Schmierung kann gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, dass das im Inneren des Gehäuses sitzende Ende der Ritzelwelle hohl ausgeführt ist und das Radiallager mit einer radial verlaufenden Schmierölbohrung von dem Inneren der Ritzelwelle, also mit dem Öl innerhalb des Getriebegehäuses versorgt wird. Das hohl ausgeführte und innerhalb des Getriebegehäuses liegende Ende der Ritzelwelle kann zusätzlich einen Ölfangring aufweisen, der die Öffnung des Endes der Ritzelwelle verengt und so bewirkt, dass eine Ölmenge innerhalb der rotierenden Ritzelwelle gespeichert wird. Das innere, das erste Axiallager wird mit dem innerhalb des Gehäuses befindlichen Schmieröl versorgt. Das äu ßere, zweite Axiallager kann über eine

Schmierölbohrung vom Inneren der Ritzelwelle mit Öl versorgt werden. Alternativ oder zusätzlich erfolgt eine Schmierölversorgung über das benachbarte Radiallager. Das Radiallager kann zusätzlich zu der Schmierölbohrung in der Rit- zelwelle eine Ölversorgung über eine Bohrung im Gehäuse erhalten.

Nadellager sind grundsätzlich steifer als für kombinierte Lasten ausgelegte Kegelrollenlageranordnungen, deren Laufbahnen nicht senkrecht zur Lastrichtung liegen. Ein Nadellager nimmt Lasten grundsätzlich stets senkrecht zur Wälzkör- perlaufbahn auf. Durch den im Vergleich zur konventionellen Kegelrollenlagerung vergrößerten Lagerdurchmesser kann auch ein höheres Biegemoment aufgenommen werden. Die Axialnadellager können somit, relativ zu ihrer Tragzahl, ein hohes Biegemoment übertragen. Die Lagerbasis erstreckt sich demnach vorwiegend in radialer Richtung, was zu einer vorteilhaften kurzen axialen Baulänge der Lageranordnung führt. Bei gleicher Belastung wird, gegenüber einer konventionellen Kegelrollenlageranordnung, eine reduzierte Schrägstellung der Ritzelwellenachse sowie eine reduzierte Auslenkung der Wellenenden hervorgerufen. Eine Reduzierung der Wellenauslenkung unter Betriebslast kann bei Kegelrollenlagern zwar durch eine Erhöhung der Vorspannung erzielt wer- den, dies wirkt sich jedoch wiederum nachteilig hinsichtlich der Lagerreibung aus.

Die über ein Lastkollektiv wirkenden Zug- und Schubbelastungen sind im allgemeinen unterschiedlich groß. Dieser Umstand wird bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung durch eine entsprechende Anpassung der Axialnadella- gerdimensionen berücksichtigt.

In einer bevorzugten Ausführungsform hat mindestens ein Axialnadellager ein axiales Kompensationselement zum Zwecke der Aufrechterhaltung einer temperaturunabhängigen Lagervorspannung. Dies wird durch ein Federelement er- zielt, dessen Arbeitsbereich über den gesamten Betriebstemperaturbereich der zu erwartenden Längenänderung wirkt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird jenes Axialnadellager, welches im Kollektiv die größeren Axialkräfte aufzunehmen hat als reibungsoptimiertes Lager ausgeführt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird jenes Axialnadellager, welches im Kollektiv die größeren Axialkräfte aufzunehmen hat als geräuscharmes Lager ausgeführt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Radial- Axialnadellagerkombination verwendet, bestehend aus einem Radial- und einem Axial-Nadelkranz mit Lagerbuchse und integrierten, gehärteten und geschliffen Laufbahnen für die Wälzkörper. Eine axiale Fixierung der Nadelhülse durch Schultern oder Sprengringe entfällt, wodurch weitere Potenziale hinsichtlich Baulänge und Systemkosten erschlossen werden können. Diese Anord- nung ist besonders montagefreundlich und empfiehlt sich insbesondere bei der Anwendung in Leichtmetall-Gehäusen, welche im Bereich der Lagerstellen eine geringere Steifigkeit aufweisen.

Des Weiteren erfolgt die Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung an Hand der Zeichnungen.

Figur 1 a zeigt in perspektivischer Darstellung ein Ritzel, eine Ritzelwelle II, welche mit einem Tellerrad I eines Achsgetriebes, eines Differentials zusammenwirkt. Figur 1 b zeigt einen Schnitt durch die Anordnung nach Figur 1 a - einen Schnitt in der Ebene, welche gebildet ist durch die Achse 1 des Tellerrades I und der Achse 2 der Ritzelwelle II. Die gezeigte und nach dem Stand der Technik ausgebildete Lagerung der Ritzelwelle II besteht aus zwei Kegelrollenlager 13, 14, deren Innenringe die Ritzelwelle II tragen und deren Au ßenringe in einem nicht dargestellten Gehäuse, Getriebegehäuse aufgenommen sind. Das Kegelrollenlager 13 ist an dem Ritzel, der Rückseite des Ritzels und das zweite Kegelrollenlager an einer axialen Sicherungsscheibe der Ritzelwelle II abgestützt. Durch die Kegelrollenlager 13, 14 wird das Ritzel, die Ritzelwelle II in axialer Richtung sowie in Richtungen senkrecht dazu abgestützt. Die aufzu- nehmenden Kräfte entstehen dabei durch die Verzahnung.

Figur 2a zeigt eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung - im Schnitt. Die Ritzelwelle II ist über zwei Axiallager 3, 5 und ein zwischen diesen Axallagern 3, 5 angeordnetes Radiallager 4 sowohl in axialer wie auch radialer Richtung in einer Wand der Getriebegehäuses 6 aufgenommen.

Das erste Axiallager 3 ist zwischen der Rückseite des Ritzels und der Wand des Getriebegeäuses 6 angeordnet. Das zweite Axiallager 5 ist in einer ringför- migen Einkerbung der Wand des Getriebegehäuses 6 eingelassen und wirkt mit einer Anlaufscheibe 9 zusammen, wobei die Anlaufscheibe 9 mit einem Sicherungsring 10 axial an der Ritzelwelle II abgestützt ist. Das Axiallager 3 hat im Betrieb die größeren Kräfte aufzunehmen und ist daher größer dimensioniert. Zwischen den beiden Axiallagern 3, 5 ist ein Radiallager 4, ebenfalls ausgebildet als Nadellager, angeordnet. Das Radiallager 4 ist auf seiner linken Seite an einer Lagerschulter 3a des ersten Axiallagers 3 abgestützt - auf der rechten Seite an einer Lagerschulter 5a des zweiten Axiallagers 5. Das Radiallager 4 stützt die Ritzelwelle II in radialer Richtung in der Wand des Getriebegehäuses 6. Die Schmierung des Radiallagers 4 erfolgt durch eine in radialer Richtung verlaufende Schmierölbohrung 7, über welche Öl aus dem Inneren der Ritzelwelle II zu dem Radiallager 4 förderbar ist. Die Ritzelwelle II ist an ihrem im Getreibegehäuse 6 gelegenen Ende offen ausgeführt, das im Ge- häuse befindliche Öl gelangt so in diesen Innenraum der Ritzelwelle II und über die Schmierölbohrung zu dem Radiallager II. Die partiell hohl ausgeführte Ritzelwelle II ist zusätzlich mit einem Ölfangring 8 versehen, mittels Öl auffangbar ist, welches über die Schmierölbohrung 7 unter Ausnutzung der Fliehkraft in Richtung Radiallager 4 gefördert wird.

Das au ßerhalb des Getriebegehäuses 6 liegende zweite Axiallager 5 wird über eine zweite Schmierölbohrung ebenfalls von dem Innenraum der Ritzelwelle II mit Öl versorgt.

Die Figur 2b zeigt die Axiallager 3, 5 sowie das Radiallager 4 auf der Ritzelwelle II in perspektivischer Ansicht.

Die Figur 3a zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung - ebenfalls im Schnitt durch die Ritzelwelle II. Vorgesehen ist eine Radial- Axialnadellagerkombination, bestehend aus einem Axiallager 3, einem Radial- Nadelkranz, einem Radiallager 4 und einem Axial-Nadelkranz, einem zweiten Axiallager 5 mit Lagerbuchse 1 1 und integrierten, gehärteten und geschliffen Laufbahnen 1 1 a für die Wälzkörper des Radiallagers 4 und des Axiallagers 5. Ein Distanz- und Zentrierring 12 dient der Innenzentrierung des Axial- Nadelkranzes 5. Diese Anordnung empfiehlt sich bei der Anwendung in Leichtmetall-Gehäusen 6, welche im Bereich der Lagerstellen eine u.U. nicht ausreichende Steifigkeit aufweisen.

Die Schmierölzufuhr aus dem Ölsumpf erfolgt über eine zentrale Versorgungsbohrung 6a vom Ölsumpf durch das Getriebegehäuse 6 und ferner über eine in der Lagerbuche 1 1 integrierte umlaufende Schmierölnut 1 1 b sowie radiale

Schmierölbohrungen 1 1 c. Dadurch wird eine zentrale Schmierölzufuhr zu den Wälzkörpern im Radiallager 4 gewährleistet. Die Schmierölversorgung der Axiallager 3, 5 erfolgt im Rücklauf unter Ausnutzung der Fliehkraftwirkung. Ergänzend und/oder alternativ kann eine Schmierölversorgung wie in der Ausführung in Fig. 2a dargestellt über die hohl ausgeführte Ritzelwelle II und radial angeordnete Schmierölbohrungen 7 in Fig. 2a erfolgen.

Die Figur 3b zeigt zeigt die Axiallager 3, 5 sowie die Buchse 1 1 des Radiallagers 4 auf der Ritzelwelle II in perspektivischer Ansicht.

Bezugszeichenliste

I Tellerrad

II Ritzelwelle

1 Drehachse Tellerrad

2 Drehachse Ritzelwelle

3 erstes Axiallager

3a Lagerschulter erstes Axiallager

4 Radiallager

5 zweites Axiallager

5a Lagerschulter zweites Axiallager

6 Getriebegehäuse, Wand Gehäuse

6a Schmieröl-Versorgungsbohrung

6b axiale Schmierölnut

7 radiale Schmierölbohrung

8 Ölf angring

9 Anlaufscheibe

10 Sicherungsring

1 1 Buchse

1 1 a Laufbahn

1 1 b Schmieröl-Ringnut

1 1 c radiale Schmierölbohrung

12 Distanz- und Zentrierring

13 Kegelrollenlager

14 Kegelrollenlager