DE102007018929A1 - Vorrichtung zur Kompensation von thermisch bedingten axialen Relativverschiebungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kompensation von thermisch bedingten axialen Relativverschiebungen zwischen zwei Bauteilen mit zwei Ausgleichsteilen (12, 18), die über kooperierende Wirkflächen (15, 40) eine thermisch bedingte relative radiale Bewegung der Wirkflächen (15, 40) in eine axiale temperaturkompensierende Bewegung zumindest eines Ausgleichsteils (18) umsetzen. Um der Vorrichtung bei sehr geringem axialen Bauraumbedarf mit einfachen Mitteln ein vergleichsweise großes thermisches Kompensationsvermögen zu verleihen, ist ein Ausgleichsteil (18) mit einem Antriebselement (22), das einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Ausgleichsteil (18) aufweist, derart gekoppelt, dass das Antriebselement (22) seine thermisch bedingten Geometrieänderungen dem Ausgleichsteil unter Verstärkung von dessen radialer Bewegung aufprägt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kompensation von thermisch bedingten axialen Relativverschiebungen zwischen zwei Bauteilen mit zwei Ausgleichsteilen, die über kooperierende Wirkflächen eine thermisch bedingte relative radiale Bewegung der Wirkflächen in eine axiale temperaturkompensierende Bewegung zumindest eines Ausgleichsteils umsetzen.
• Bei Vorrichtungen oder Maschinen, deren einzelne Bauteile aus Werkstoffen mit unterschiedlicher Wärmeausdehnung (unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten) bestehen, tritt bei sich ändernden Betriebstemperaturen eine unterschiedliche relative Längenänderung der Bauteile auf. Diese Erscheinung ist insbesondere bei schnelllaufenden Maschinen oder Anordnungen, bei denen eine präzise Lagerung erforderlich ist – wie beispielsweise Kraftfahrzeugdifferentialen oder Verteilergetrieben – unerwünscht oder gar nicht tolerierbar. So ist bei einem Kraftfahrzeuggetriebe in der Regel das Getriebegehäuse im Aluminiumdruckguss hergestellt und die Getriebewellen aus Stahl gefertigt und mittels angestellter Kegelrollenlager gelagert. Hier macht sich die etwa doppelt so starke Wärmeausdehnung des Aluminiumgehäuses im Vergleich zu den Stahlwellen signifikant bemerkbar und verändert die eingestellte Vorspannung bzw. das eingestellte Spiel der Kegelrollenlagerung. Dies führt zu einer erheblich verringerten Lagerlebensdauer, ungünstigstenfalls zu einem axialen Wellenschlag und zu nicht idealem Zahneingriff mit entsprechender Geräuschbildung.
• Zur Kompensation dieser Effekte sind Vorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen sich der Außenring des Kegelrollenlagers über einen Wärmedehnungsausgleichsring an dem Maschinen- oder Getriebegehäuse abstützt ( US-Patent 5,028,152 ). Der Wärmedehnungsausgleichsring besteht aus einem Material – z. B. dem unter dem Handelnamen VITON^® von der Firma Dupont vertriebenen Elastomer – mit einem deutlich höheren Temperaturkoeffizienten als die den thermischen Schwankungen unterworfenen Bauteile. Der Wärmedehnungsausgleichsring überträgt die erforderliche Axialvorspannung auf den Lageraußenring und ist dadurch einer erheblichen, zu einem langzeitinstabilen Setzverhalten führenden mechanischen Belastung ausgesetzt.
• Da die damit erreichbaren axialen Ausgleichslängen verhältnismäßig gering sind, schlägt die DE 42 21 802 A1 eine Kompensationsvorrichtung vor, bei der zwei konzentrische Wärmedehnungsausgleichsringe in einem Fassungsring mit im Teillängsschnitt etwa S-förmiger Gestalt in ihrer Wirkung seriell geschaltet werden.
• Einen anderen Ansatz verfolgt die eingangs genannte gattungsgemäße und aus der DE 41 18 933 A1 bekannte Vorrichtung. Diese besteht aus mindestens zwei Ausgleichsteilen, von denen das erste mit einer konischen Gleitfläche in einer entsprechenden Ausnehmung des zweiten Ausgleichsteils geführt ist. Das erste Ausgleichsteil besteht aus Aluminium und hat einen größeren Temperaturkoeffizienten als das zweite, aus Stahl bestehende Ausgleichsteil. Die beiden Ausgleichsteile dienen unmittelbar zur Erzeugung einer temperaturkompensie renden Axialverschiebung zur Vorspannungserhaltung eines Kegelrollenlagers, indem sich bei steigender Temperatur das erste Ausgleichsteil in radialer Richtung deutlich stärker ausdehnt als das zweite und über die kooperierenden konischen Gleitflächen eine Axialbewegung wenigstens eines der Ausgleichsteile bewirkt.
• Diese Anordnung ist zwar verhältnismäßig robust und dauerfest, da im Gegensatz zu den vorgenannten Vorrichtungen Ausgleichsteile aus Metall Verwendung finden können. Allerdings lässt sich mit dieser bekannten Vorrichtung bei begrenztem axialem Bauraum nur eine vergleichsweise geringe temperaturkompensierende Axialbewegung des Ausgleichsteils realisieren. Deshalb wird in der DE 41 18 933 A1 vorgeschlagen, gegebenenfalls noch weitere derartige Ausgleichsteile in Serie anzuordnen. Damit erhöht sich aber der Bedarf nach – in vielen Anwendungen sehr begrenztem – axialem Bauraum und erhöht sich kostensteigernd der Herstellungsaufwand.
• Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Vorrichtung zur Kompensation von thermisch bedingten axialen Relativverschiebungen zwischen zwei Bauteilen, die bei sehr geringem axialen Bauraumbedarf mit einfachen Mitteln vergleichsweise große thermisch bedingte relative Längenänderungen zwischen zwei Bauteilen kompensiert.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
• Demgemäß ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mindestens ein Ausgleichsteil mit einem Antriebselement versehen, das einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Ausgleichsteil aufweist. Das Antriebselement fungiert dabei quasi als Verstärkungselement und verstärkt die radiale Bewegung – d. h. die Ausdehnung bzw. Kontraktion des Ausgleichsteils in radialer Richtung – das Ausgleichsteils über die ohnehin durch das thermische und temperaturkoeffizient-gemäße Verhalten vorhandene Bewegung des Ausgleichsteils hinaus. Wenn beispielsweise das Ausgleichsteil als Stahl- oder A luminiumring ausgebildet ist, bewirkt die mechanische Kopplung mit dem Antriebselement bei Temperaturänderung eine zusätzliche Radialbewegungskomponente, die allein auf der Dehnung/Kontraktion des Antriebselements beruht und eine elastische radiale Auffederung des Ausgleichsteils und damit seiner Wirkfläche bewirkt.
• Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit sehr einfachen und wenigen zusätzlichen Bauelementen eine gegenüber dem Stand der Technik wesentlich aufwandsärmere Kompensation auch vergleichsweise großer relativer Längenänderungen zwischen Bauteilen realisiert ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass diese Eigenschaften auch bei hohen Betriebsbelastungen langzeitstabil gewährleistet sind, weil die mechanisch belasteten Teile (Ausgleichsteile) in ihrer Materialwahl unabhängig von dem im Wesentlichen für die Kompensationsbewegung verantwortlichen Antriebselement optimiert werden können. Die mechanisch hoch belasteten Ausgleichsteile können also aus preiswerten und robusten Werkstoffen wie z. B. Stahl bestehen, während das Antriebselement aus einem Material mit einem vielfach höheren Temperaturkoeffizienten hergestellt ist.
• Um eine noch größere Materialdehnung bzw. Kontraktion im Wesentlichen in radialer Richtung des Ausgleichsteils zu ermöglichen, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Ausgleichsteil an seinem Umfang eine Trennstelle aufweist, die eine erhöhte radiale mechanische Auffederungs- bzw. Kontraktionsfähigkeit bewirkt. Damit kann das Ausgleichsteil um Größenordnungen größere Radialdehnungen erfahren als das aus der eingangs erwähnten DE 41 18 933 A1 in Form einer Metallscheibe bekannte Ausgleichsteil.
• Bevorzugt kann die Trennstelle von teleskopierenden Enden des Ausgleichsteils gebildet sein. Damit ist unabhängig vom Dehnungs- bzw. Kontraktionszustand mit besonders einfachen Mitteln gewährleistet, dass das Ausgleichsteil stets eine nach außen geschlossene Gestalt aufweist.
• Im Hinblick auf die Herstellungskosten und Herstellungstechnik bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Erfindung, wonach die Trennstelle von einem Schlitz gebildet ist. Im einfachsten Fall kann eine axiale Materialausnehmung vorgesehen sein, so dass sich das Ausgleichsteil mechanisch federnd radial unter Vergrößerung des Schlitzes erweitern kann und umgekehrt unter Verminderung des Schlitzes radial kompressierbar ist. Diese Ausgestaltung hat bei einem aus elastischem Material bestehenden Ausgleichsteil den weiteren Vorteil, dass dieses mit radialer Vorspannung – z. B. in einer Gehäusebohrung – montiert werden kann.
• Eine besonders einfache Ausführungsform des Antriebselementes sieht vor, dass dieses ringförmig gestaltet ist. Das Antriebselement kann insbesondere bei ebenfalls ringförmig gestalteten Ausgleichsteilen von diesem aufgenommen sein. Eine diesbezüglich besonders vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass das Ausgleichsteil hohl ausgebildet und mit einem das Antriebselement bildenden Material befüllt ist. Besonders bevorzugt kann dabei das vorteilhafter Weise hohlringförmig ausgebildete Ausgleichsteil durch entsprechendes Falzen, beispielsweise eines Stahlbandes, hergestellt und mit dem Material des Antriebselementes befüllt sein. Fertigungstechnisch bevorzugt kann das Antriebselement auch erst durch Verfestigung oder Verbindung, beispielsweise Polymerisation, des in den Hohlraum des Ausgleichsteils eingebrachten Werkstoffs entstehen.
• Nach einer mechanisch besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Antriebselement axial geschlitzt ist und sich mit seinen Schlitzgrenzflächen an einem Gegenstück abstützt. Das Gegenstück kann dabei bevorzugt als integraler Bestandteil eines Halteelements ausgebildet sein, an dem das Antriebselement anliegt. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hält das Halteelement die Ausgleichsteile unter Bildung einer Baueinheit zusammen.
• Das Gegenstück kann nach einer bevorzugten Variante der Erfindung ein Kolben sein, der in dem Ausgleichsteil gelagert ist.
• Im Hinblick auf die bereits erwähnte entkoppelte Optimierungsmöglichkeit der Materialien für die Ausgleichsteile einerseits und das Antriebselement andererseits sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindungen vor, dass das Antriebselement aus Kunststoff, z. B. aus VITON^®, besteht.
• Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich auch oder ergänzend aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
• Darin zeigen:
• 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt,
• 2 in Explosionsdarstellung wesentliche Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung und in stark vergrößerter Darstellung die Anordnung der Elemente im Bereich einer Trennstelle,
• 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt und
• 4 in Explosionsdarstellung wesentliche Elemente der Vorrichtung nach 3 und in stark vergrößerter Darstellung diese Elemente im Bereich einer Trennstelle.
• Die in den Figuren gezeigten Vorrichtungen dienen beispielsweise zur Gewährleistung bzw. Aufrechterhaltung eines eingestellten Lagerspiels oder einer Lagervorspannung für ein Kegelrollenlager, insbesondere in einem Differential oder einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs.
• Wie 1 zeigt, wirkt die Vorrichtung auf ein in so genannter X-Anordnung eingesetztes Kegelrollenlager 1 an dessen Außenring 2 ein. Der Außenring 2 ist in einer Bohrung 3 eines Aluminiumdruckguss-Gehäuses 4 aufgenommen.
• Ein Lagerkäfig 5 hält beabstandet eine Vielzahl von Kegelrollen 6. Die Kegelrollen wälzen sich auf der Lauffläche 7 des Außenrings 2 und auf der Lauffläche 8 des Lagerinnenringes 9 ab. Der Innenring 9 ist auf ein Ende 10 einer Getriebewelle 11 aufgepresst.
• Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden relative Lageänderungen in axialer Richtung A zwischen dem Gehäuse 4 einerseits und der Welle 11 andererseits insoweit kompensiert, dass bedarfsweise auf den Außenring 2 eine entsprechende, die Vorspannung gewährleistende Axialkraft F ausgeübt wird. Die thermisch bedingten Relativverschiebungen sind wie eingangs ausführlich erläutert auf deren unterschiedliche Temperaturkoeffizienten zurückzuführen und in ihrem Betrag konstruktionsabhängig.
• Die Vorrichtung umfasst ein erstes Ausgleichsteil 12 mit einer konischen Bohrung 14. Der Konus bildet eine erste Wirkfläche oder Gleitfläche 15. Das Ausgleichsteil 12 besteht aus Stahl und ist dadurch mechanisch hoch belastbar und preiswert herstellbar. Die Vorrichtung umfasst ein zweites Ausgleichsteil 18, das in diesem Ausführungsbeispiel als Ausgleichsring ausgestaltet und aus einer mehrfach gebogenen Stahlscheibe hergestellt ist. Selbstverständlich können aber auch andere Querschnitte für das Ausgleichsteil 18 gewählt werden. Das Ausgleichsteil 18 weist einen umlaufenden Hohlraum 19 auf, der mit einem Kunststoffmaterial 20 – beispielsweise einem Elastomer – gefüllt ist. Der Kunststoff kann bereits in entsprechender Ringform vorgefertigt sein oder zunächst in den Hohlraum 19 eingefüllt und danach durch geeignete Fertigungsmethoden – beispielsweise eine Wärmebehandlung – in dem Ausgleichsteil seine feste Form erhalten.
• Das Material 20 bildet einen Ring 21 (Antriebsring), dessen Temperaturkoeffizient materialbedingt um ein Vielfaches größer ist als der Temperaturkoeffizient des Ausgleichsteils 18. Der Ring 21 bildet dadurch ein Antriebselement 22. Unter Antriebselement ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Bauteil zu verstehen, das zur Verstärkung der Radialausdehnung bzw. Radialkontraktion des Ausgleichsteils 18 dient. Wie aus 1 und nachfolgend auch aus 2 erkennbar, umschließt das Ausgleichsteil 18 das Antriebselement 22 vollständig, so dass hier eine enge mechanische Kopplung vorliegt. Bei einem Temperaturanstieg dehnt sich das Antriebselement 22 deutlich stärker aus als das Ausgleichsteil 18 mit der Folge, dass es dem Ausgleichsteil 18 seine radiale Ausdehnung aufprägt. Dies wäre grundsätzlich schon bei einem vollständig umlaufenden Ausgleichsteil 18 möglich. Besonders bevorzugt weist das Ausgleichsteil 18 einen axial verlaufenden Schlitz oder eine Ausnehmung 24 auf. Dadurch kann das Ausgleichsteil 18 mechanisch radial wesentlich stärker auffedern – und zwar getrieben durch das Antriebselement-, als es die Materialelastizität des Ausgleichsteils 18 allein zulassen würde.
• Der Schlitz 24 bildet eine definierte Trennstelle 25 in dem Ausgleichsteil 18. In dem Bereich der Trennstelle 25 ist ein Stahlstück in Form eines Kreissegmentes aufgenommen, das einen Kolben 26 bildet. In seiner Außenkontur ist der Kolben 26 auf die Innenkontur 28 des Hohlraums 19 abgestimmt und damit in dem Ausgleichsteil 18 entlang des Umfangs verschieblich gelagert.
• Details dieser Anordnung werden aus 2 noch deutlicher, in der das auch als Innenring bezeichnete Ausgleichsteil 18 mit der Trennstelle 25 (Schlitz 24) gezeigt ist. Alternativ können auch die offenen Enden 30, 31 des aufgetrennten Ausgleichsteils 18 in Art eines Teleskops ineinander greifen und damit eine in Umfangsrichtung U geschlossene Gestalt bilden.
• In der Explosionsdarstellung der 2 außerhalb des Ausgleichsteils 18 gezeigt ist der Antriebsring 21, der in zuvor beschriebener Weise als Antriebselement 22 fungiert. Ferner ist das erste Ausgleichteil 12 erkennbar, das insoweit einen Außenring bildet. Der Kunststoffring 21 weist ebenfalls an seinem Umfang eine Ausnehmung oder einen Schlitz 32 auf, in den der Kolben 26 eingesetzt ist. Wie insbesondere der im unteren Teil der 2 stark vergrößert ausschnittsweise dargestellte Bereich der Trennstelle 25 verdeutlicht, ist der Schlitz 32 des Antriebselements 22 von dem Kolben 26 ausgefüllt. Das Antriebselement stützt sich mit seinen Schlitzgrenzflächen 35, 36 an den entsprechenden Stirnflächen 37, 38 des Kolbens 26 ab. Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass durch den Schlitz 24 eine erheblich vergrößerte Radialbeweglichkeit des Ausgleichsteils 18 realisiert ist, ohne dass das Antriebselement 22 durch den – sich betriebsgemäß in seiner Weite verändernden – Schlitz 24 unerwünschten äußeren Einflüssen ausgesetzt ist.
• Bei einer Ausdehnung des Antriebselements 22 infolge Temperaturerhöhung bzw. einer Kontraktion infolge Temperaturerniedrigung wird dem Ausgleichsteil 18 zwangsweise die radiale Dehnung bzw. Kontraktion des Antriebsteils 22 aufgeprägt, d. h. das Ausgleichsteil 18 wird entsprechend radial mitbewegt. Dabei gleitet es mit der auf seiner Außenseite ausgebildeten, dem ersten Antriebselement 12 zugewandten Wirkfläche 40, die einen entsprechenden Konuswinkel δ aufweist, auf der korrespondierenden Wirkfläche 15 des ersten Ausgleichsteils 12. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Längenzunahme ΔH der Vorrichtungslänge H.
• Zu Verdeutlichung sind in 1 die dabei wesentlichen Konstruktionsparameter mit eingezeichnet. Die Längenänderung ΔH bemisst sich dabei nach der Formel

  
• Dabei bedeuten:

H:

Ausgangslänge der Vorrichtung

D_m0:

Wirkdurchmesser des Ausgleichsteils 18 bzw. des Antriebselementes 22a

α:

Temperaturkoeffizient des Materials 20

ΔT:

Temperaturdifferenz zwischen dem Ausgangszustand und dem Kom pensationszustand

δ:

Halber Winkel des Konuskegels der Wirkfläche 15 bzw. 40

• Die dabei kompensierbare Axialverschiebung ΔH bemisst sich bei beispielhaft gewählten, üblichen Lagergeometrien und einem Antriebselement aus VITON^® mit
• D_m0 = 55 mm
• δ = 45°
• α_VITON ⁼ 15·10^–5·K^–1
• ΔT = 100°C zu
• ΔH = 1,24 mm.
• Es ist damit ersichtlich, dass bei äußerst geringem axialem Bauraumbedarf mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung außerordentlich hohe relative axiale Längenverschiebungen kompensiert werden können. Dabei besteht ein wesentlicher Vorteil darin, dass das Antriebselement aus einem im Hinblick auf den Temperaturkoeffizienten optimierten Material hergestellt ist, das gegenüber Stahl eine 30 bis 45-fache höhere Wärmeausdehnung aufweist. Die im Betrieb mechanisch belasteten Ausgleichsteile sind dagegen aus einem fertigungstechnisch und von der Materialfestigkeit her optimierten Material (z. B. Stahl) hergestellt.
• Hinsichtlich des Gleitwinkels δ bzw. des Konuskegelwinkels ist darauf zu achten, dass keine Selbsthemmung eintritt. Bei einem angenommenen Reibwert von μ = 0,1 ergibt sich mit der Bedingung tan δ > μ ein Grenzwert δ > 4,7°.
• Auch dadurch ist ersichtlich, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine sehr axialbauraumsparende Temperaturkompensation möglich ist.
• Die 3 und 4 zeigen eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei bereits in der 1 beschriebene, funktionsgleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Das Ausführungsbeispiel nach den 3 und 4 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 im Wesentlichen dadurch, dass das zweite Ausgleichsteil 48 (Innenteil) als teilweise offenes Stahl-Formteil ausgebildet ist, das im Querschnitt annähernd liegende V-Form hat. Das erste Ausgleichsteil 65 (Außenteil) ist im Wesentlichen wie das in 1 dargestellte ausgestaltet. In die von dem V gebildete Öffnung 49 ist ein Antriebselement 52 in Form eines Elastomerringes eingelegt. An seiner Außenseite 53 ist das Ausgleichsteil 48 mit einer Wirkfläche 54 auf den Konuswinkel bzw. die Orientierung der Wirkfläche 15 des Ausgleichsteils 65 abgestimmt. Die Wirkflächen oder Gleitflächen 15, 54 wirken wie zuvor beschrieben zusammen, so dass das Antriebselement 52 als eine Antriebseinrichtung fungiert, die bei Temperaturerhöhung eine axiale Verschiebung bewirkt.
• Das Ausgleichsteil 48 weist einen Schlitz oder eine Ausnehmung 55 auf, durch die wie schon beschrieben die radiale Verformbarkeit des Ausgleichsteils 48 weit über seine thermo- bzw. materialelastischen Grenzen hinaus erweitert ist. Zusätzlich ist ein Halteelement 58 vorgesehen, das als integralen Bestandteil einen Kolben 59 aufweist. Der Kolben 59 dringt in einen Schlitz 60 des Antriebselements 52 derart ein, dass sich die Schlitzgrenzflächen 62, 63 an dem Kolben 59 abstützen (4). Das erste Ausgleichsteil 65 bedeckt von der anderen Seite das Antriebselement 52. Das auch als Innenring bezeichnete Ausgleichsteil 48 ist als Stahlteil ausgebildet und hat dadurch aufgrund der ihm durch den Schlitz 55 verliehenen radialen Federeigenschaft den Vorzug, unter Vorspannung in die Bohrung 3 des Gehäuses 4 (3) eingesetzt werden zu können.
• Der Stahlkolben 59 verhindert auch hier, dass das Material des Antriebselements 52 infolge einer Wärmeausdehnung ausweicht. Wenn sich die Vorrichtung erwärmt oder abkühlt, verändert sich der von dem Kunststoff des Antriebselements 52 beanspruchte Raum in radialer Richtung erheblich, was zur gewünschten stärkeren Ausdehnung bzw. bei Abkühlung Kontraktion des Ausgleichsteils 48 führt. Besonders vorteilhaft kann das Halteelement 58 zusätzlich über einen Eingriff 70 in der Mantelfläche 71 des Ausgleichsteils 65 die Ausgleichsteile und das Antriebselement 52 als Baueinheit 72 zusammenhalten. Diese ist vereinfacht handhabbar und montierbar; zudem kann so das Material des Antriebselements 52 weder in Radialrichtung noch im Bereich des Schlitzes (ausgefüllt durch den Kolben 59) ausweichen.

1

Kegelrollenlager

2

Außenring

3

Bohrung

4

Aluminiumdruckguss-Gehäuse

5

Lagerkäfig

6

Kegelrollen

7

Lauffläche des Außenrings

8

Lauffläche des Innenrings

9

Lagerinnenring

10

Ende der Getriebewelle

11

Getriebewelle

12

erstes Ausgleichsteil

14

konische Bohrung

15

Wirkfläche

18

zweites Ausgleichsteil

19

umlaufender Hohlraum

20

Kunststoffmaterial

21

Ring

22

Antriebselement

24

Ausnehmung

25

Trennstelle

26

Kolben

28

Innenkontur des Ausgleichsteils 18

30, 31

offene Enden des Ausgleichsteils 18

32

Ausnehmung/Schlitz

35, 36

Schlitzgrenzflächen

37, 38

Stirnflächen des Kolbens 26

40

Wirkfläche

48

Ausgleichsteil

49

Öffnung

52

Antriebselement

53, 54

Außenseite

55

Schlitz, Ausnehmung

58

Ausgleichsteil

59

Kolben

60

Schlitz

62, 63

Schlitzgrenzflächen

65

Ausgleichsteil

70

Eingriff

71

Mantelfläche

72

Baueinheit

F

Axialkraft

A

axiale Richtung

U

Umfangsrichtung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• - US 5028152 [0003]
• - DE 4221802 A1 [0004]
• - DE 4118933 A1 [0005, 0006, 0011]

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Kompensation von thermisch bedingten axialen Relativverschiebungen zwischen zwei Bauteilen mit zwei Ausgleichsteilen (12, 18), die über kooperierende Wirkflächen (15, 40) eine thermisch bedingte relative radiale Bewegung der Wirkflächen (15, 40) in eine axiale temperaturkompensierende Bewegung zumindest eines Ausgleichsteils (18) umsetzen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgleichsteil (18) mit einem Antriebselement (22), das einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Ausgleichsteil (18) aufweist, derart gekoppelt ist, dass das Antriebselement (22) seine thermisch bedingten Geometrieänderungen dem Ausgleichsteil unter Verstärkung von dessen radialer Bewegung aufprägt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsteil (18) am Umfang eine Trennstelle (25) aufweist, die eine erhöhte radiale Auffederungs- bzw. Kontraktionsfähigkeit des Ausgleichsteils (18) bewirkt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennstelle (25) von teleskopierenden Enden des Ausgleichsteils gebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennstelle (25) von einem Schlitz (24) gebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (22) ringförmig ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (22) von dem Ausgleichsteil (18) aufgenommen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsteil (18) hohl ausgebildet und mit einem das Antriebselement (22) bildenden Material (20) befüllt ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (22) axial geschlitzt ist und sich mit seinen Schlitzgrenzflächen (35, 36) an einem Gegenstück (26) abstützt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenstück (59) integraler Bestandteil eines Halteelements (58) ist, an dem das Antriebselement (48) anliegt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (58) die Ausgleichsteile (65, 48) unter Bildung einer Baueinheit (72) zusammenhält.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das das Gegenstück ein Kolben (26) ist, der in dem Ausgleichsteil gelagert ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (22) aus Kunststoff besteht.