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DE102008031578A1 - Lageranordnung und Verfahren in ihrer Montage - Google Patents

Lageranordnung und Verfahren in ihrer Montage Download PDF

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DE102008031578A1
DE102008031578A1 DE102008031578A DE102008031578A DE102008031578A1 DE 102008031578 A1 DE102008031578 A1 DE 102008031578A1 DE 102008031578 A DE102008031578 A DE 102008031578A DE 102008031578 A DE102008031578 A DE 102008031578A DE 102008031578 A1 DE102008031578 A1 DE 102008031578A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (1) zur radialen und axialen Lagerung eines Wellenteils (2) relativ zu einem Gehäuse (3), wobei die Lageranordnung zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Wellenteil (2) angeordnete Radialwälzlager (4, 5) und zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Wellenteil (2) angeordnete Axialwälzlager (6, 7) aufweist und wobei ein Lageraußenring (8', 8'', 8''') sowohl Laufbahnen (9, 10) der beiden Radialwälzlager (4, 5) als auch Laufbahnen (11', 11'', 12) der beiden Axialwälzlager (6, 7) aufweist. Um in fertigungstechnisch vorteilhafter Weise eine solche Lageranordnung herstellen zu können, sieht die Erfindung vor, dass der Lageraußenring (8', 8'', 8''') aus drei Teilen zusammengesetzt ist, nämlich aus einem ersten hülsenförmigen Ring (8') mit einer Laufbahn (9) des einen Radialwälzlagers (4), aus einem zweiten hülsenförmigen Ring (8'') mit einer Laufbahn (10) des anderen Radialwälzlagers (5) sowie aus einem zwischen den beiden hülsenförmigen Ringen (8', 8'') angeordneten Mittenring (8''') mit Laufbahnen (11', 11'', 12) der beiden Axialwälzlager (6, 7), wobei die drei Teile des Lageraußenrings (8', 8'', 8''') separat gefertigt und dann miteinander verbunden sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage der Lageranordnung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zur radialen und axialen Lagerung eines Wellenteils relativ zu einem Gehäuse, wobei die Lageranordnung zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Wellenteil angeordnete Radialwälzlager und zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Wellenteil angeordnete Axialwälzlager aufweist und wobei ein Lageraußenring sowohl Laufbahnen der beiden Radialwälzlager als auch Laufbahnen der beiden Axialwälzlager aufweist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage der Lageranordnung.
  • Eine Lageranordnung dieser Art ist aus der DE 10 2005 058 396 B3 bekannt. Sie kann in vorteilhafter Weise eingesetzt werden, um beispielsweise eine Kegelritzelwelle in einem Achsgetriebe eines Fahrzeugs zu lagern, insbesondere in einem Hinterachsgetriebe.
  • Es hat sich herausgestellt, dass durch eine derartige Lageranordnung vorteilhafte, günstige Reibungsverhältnisse erreicht werden können. Allerdings stellt die Fertigung der benötigten Lagerbestandteile, insbesondere des Lageraußen rings, einen hohen Aufwand dar, so dass die Realisierung der Lageranordnung entsprechend kostspielig ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass es bei Beibehaltung der vorteilhaften Reibungseigenschaften möglich wird, die Lageranordnung in fertigungstechnisch einfacherer Weise zu realisieren, um die Anordnung günstiger herstellen zu können. Des weiteren soll ein Verfahren zu einer wirtschaftlichen Montage der Lageranordnung vorgeschlagen werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist hinsichtlich der Lageranordnung dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring aus drei Teilen zusammengesetzt ist, nämlich aus einem ersten hülsenförmigen Ring mit einer Laufbahn des einen Radialwälzlagers, aus einem zweiten hülsenförmigen Ring mit einer Laufbahn des anderen Radialwälzlagers sowie aus einem zwischen den beiden hülsenförmigen Ringen angeordneten Mittenring mit Laufbahnen der beiden Axialwälzlager, wobei die drei Teile des Lageraußenrings separat gefertigt und dann miteinander verbunden sind.
  • Zumindest ein hülsenförmiger Ring ist vorzugsweise mit dem Mittenring über zusammenwirkende zylindrische Sitzflächen verbunden, über die die Teile mit einer Presspassung aneinander liegen. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass der Mittenring mindestens eine stufenförmige Eindrehung zur Bildung der zylindrischen Sitzfläche aufweist. Der Mittenring weist dabei gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zwei stufenförmige Eindrehungen zur Bildung der beiden zylindrischen Sitzflächen auf. Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die eine stufenförmige Eindrehung eine radial nach außen gerichtete Oberfläche und eine stufenförmige Eindrehung eine radial nach in nen gerichtete Oberfläche aufweist. Die stufenförmigen Eindrehungen können dabei auf verschiedenen Durchmessern liegen.
  • Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein hülsenförmiger Ring, vorzugsweise beide hülsenförmigen Ringe, an Stirnseiten des Mittenrings stoßend angrenzen.
  • Der Mittenring kann mit einer Stirnseite an einer eine stirnseitige Anlagefläche bildenden Stufe des Gehäuses anliegen, was die axiale Festlegung der Lageranordnung in einer Richtung erleichtert. Ferner kann vorgesehen werden, dass ein hülsenförmiger Ring axial an einer eine stirnseitige Anlagefläche bildenden Stufe des Gehäuses anliegt.
  • Ein hülsenförmiger Ring kann axial mittels eines in einer Ringnut im Gehäuse eingesetzten Sprengrings im Gehäuse festgelegt sein. Dies erleichtert eine axiale Festlegung der Lageranordnung in die andere Richtung.
  • Mindestens ein Lagerinnenring der Radialwälzlager, vorzugsweise beide Lagerinnenringe, kann als Ring mit im Radialschnitt L-förmiger Kontur ausgebildet sein. In diesem Falle kann in dem sich radial erstreckenden Schenkel der L-förmigen Kontur mindestens eine Laufbahn der Axialwälzlager eingearbeitet sein.
  • Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die beiden Lagerinnenringe der Radialwälzlager mittels eines hülsenförmigen, vorzugsweise kompressiblen, Abstandshalters auf axialem Abstand gehalten werden. Die beiden Lagerinnenringe der Radialwälzlager und der hülsenförmige Abstandshalter können in diesem Falle einen kraftschlüssigen Verbund bilden. Die beiden Lagerinnen ringe können Eindrehungen aufweisen, an oder in denen die axialen Enden des Abstandshaltes mit Presspassung sitzen.
  • Mit dem Abstandshalter kann eine einstellbare Vorspannung in der Lageranordnung realisiert werden. Die radiale Dicke der Abstandshülse liegt hierzu vorzugsweise zwischen 1 mm und 5 mm.
  • Die beiden Radialwälzlager sind vorzugsweise als Zylinderrollenlager ausgebildet; die beiden Axialwälzlager sind vorzugsweise als Kugellager ausgebildet.
  • Da der Betrag der zu übertragenden Axialkräfte in der Regelanwendung in den beiden Achsrichtungen (stark) unterschiedlich ist, ist vorzugsweise das eine Axialwälzlager nur als einreihiges Lager ausgebildet, während das andere Axialwälzlager als zweireihiges Lager ausgebildet sein kann, d. h. es weist zwei auf unterschiedlichen Radien liegende Wälzkörperreihen auf.
  • Die beiden Radialwälzlager können dabei unterschiedlich groß dimensioniert sein. In diesem Falle kann weiter vorgesehen werden, dass die Wälzkörper, insbesondere die Zylinderrollen, der beiden Radialwälzlager auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind.
  • Die Lageranordnung ist vorzugsweise Bestandteil eines Fahrzeugachsgetriebes, insbesondere eines Fahrzeughinterachsgetriebes. Dabei ist die zu lagernde Welle bevorzugt die eines Kegelritzels.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage der oben beschriebenen Lageranordnung zeichnet sich durch die Abfolge der folgenden Montageschritte aus:
    • a) Einpressen eines Lageraußenrings in einen ersten zylindrischen Sitz des Gehäuses;
    • b) Einpressen des Mittenrings in einen zweiten zylindrischen Sitz des Gehäuses, bis dieser den bereits eingepressten Lageraußenring kontaktiert;
    • c) Einpressen des weiteren Lageraußenrings in einen zylindrischen Sitz des Gehäuses, insbesondere in den zweiten zylindrischen Sitz, bis dieser den Mittenring kontaktiert;
    • d) Montage der Wälzkörper des einen Axialwälzlagers, der Lagerinnenrings sowie der Wälzkörper des einen Radialwälzlagers; und
    • e) Montage der Wälzkörper des anderen Axialwälzlagers, der Lagerinnenrings sowie der Wälzkörper des anderen Radialwälzlagers.
  • Dabei sieht eine bevorzugte Ausgestaltung des Montageverfahrens vor, dass zwischen obigen Schritten d) und e) eine Radialwellendichtung im axialen Endbereich des Lagerinnenrings montiert wird.
  • Ferner kann zur axialen Lagesicherung des einen Lageraußenrings vorgesehen werden, dass nach obigem Schritt e) ein Sprengring montiert wird.
  • Um die Montage unter Nutzung der Gewichtskraft der Komponenten einfach zu gestalten, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens vor, dass nach obigem Schritt c) und vor Schritt d) die teilmontierte Lageranordnung um eine horizontal verlaufende Drehachse um 180° gedreht wird. Dies kann gleichermaßen nach Schritt d) und vor Schritt e) erfolgen.
  • Die vorgeschlagene Lageranordnung zeichnet sich durch die Möglichkeit aus, in vereinfachter Weise die relativ komplexe Kontur insbesondere des Lageraußenrings herzustellen, so dass dies preisgünstig möglich ist. Die technologischen Vorteile der Lageranordnung hinsichtlich eines günstigen Reibungsverhaltens bleiben dabei vollumfänglich erhalten. Es ergibt sich daher ein relativ verschleißarmer Betrieb, d. h. die Lagergebrauchsdauer ist relativ hoch.
  • Es ergibt sich eine einfach aufgebaute Anordnung, die sowohl wirtschaftlich zu fertigen als auch zu montieren ist. Die vorgesehenen Teile können unter logistischen Gesichtspunkten einfach gehandhabt werden. Auch hat die vorgeschlagene Lageranordnung ein relativ geringes Gewicht. Es ergibt sich schließlich eine kompakte Bauweise mit geringen Leistungsverlusten und hohen radialen und axialen Steifigkeiten. Auch die Gebrauchsdauer ist infolge günstiger Schmiereigenschaften hoch, was auch die benötigten Wartungsintervalle groß werden lässt.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
  • 1 den Radialschnitt durch eine Lageranordnung für eine Kegelritzelwelle in einem Hinterachsgetriebe eines Kraftfahrzeugs,
  • 2 eine zu 1 alternative Lösung mit geringfügigen Modifikationen,
  • 3 einen ersten Montageschritt während der Montage der Lageranordnung,
  • 4 einen zweiten Montageschritt während der Montage der Lageranordnung,
  • 5 einen dritten Montageschritt während der Montage der Lageranordnung,
  • 6 einen vierten Montageschritt während der Montage der Lageranordnung,
  • 7 einen fünften Montageschritt während der Montage der Lageranordnung,
  • 8 einen sechsten Montageschritt während der Montage der Lageranordnung,
  • 9 einen siebten Montageschritt während der Montage der Lageranordnung und
  • 10 die fertig montierte Lageranordnung.
  • In den Figuren ist eine Lageranordnung 1 dargestellt, die ein Wellenteil 2 in Form einer Kegelritzelwelle mit Kegelritzel 27 relativ zu einem Gehäuse 3 radial und axial lagert. Die Lageranordnung 1 befindet sich in einer gestuften Bohrung im Gehäuse 3. Die Lageranordnung 1 hat zwei als Zylinderrollenlager ausgebildete Radialwälzlager 4 und 5 sowie zwei als Kugellager ausgebildete Axialwälzlager 6 und 7. Sowohl die Zylinderrollenlager 4, 5 als auch die Axialkugellager 6, 7 sind jeweils in axialem Abstand zueinander angeordnet.
  • Der Lageraußenring 8', 8'', 8''' der Lageranordnung 1 weist eine erste, zylindrische Laufbahn 9 des Zylinderrollenlagers 4 und eine zweite, zylindrische Laufbahn 10 des Zylinderrollenlagers 5 auf. Ferner hat der Lageraußenring 8', 8'', 8''' Laufbahnen 11' und 11'' des Axialkugellagers 6 und eine Laufbahn 12 des Axialkugellagers 7. Die beiden zylindrischen Laufbahnen 9 und 10 der beiden Zylinderrollenlager 4, 5 befinden sich in den beiden axialen Endbereichen des Lageraußenrings 8', 8'', 8'''.
  • Wesentlich ist, dass der Lageraußenring 8', 8'', 8''' aus drei Teilen zusammengesetzt ist. Es handelt sich dabei um einen ersten hülsenförmigen Ring 8' mit der Laufbahn 9 des einen Zylinderrollenlagers 4 sowie um einen zweiten hülsenförmigen Ring 8'' mit der Laufbahn 10 des anderen Zylinderrollenlagers 5. Weiterhin ist – als drittes Teil des Lageraußenrings – ein zwischen den beiden hülsenförmigen Ringen 8', 8'' angeordneter Mittenring 8''' vorgesehen, der mit den Laufbahnen 11', 11'', 12 der beiden Axialwälzlager 6, 7 versehen ist. Die drei Teile des Lageraußenrings 8', 8'', 8''' sind separat gefertigt und dann miteinander verbunden.
  • Wenngleich für die Verbindung der Ringe 8', 8'', 8''' beliebige kraft-, form- oder stoffschlüssige Verfahren zum Einsatz kommen können, insbesondere auch das Verschweißen oder Verlöten der Ringe, ist in den Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass die hülsenförmigen Ringe 8', 8'' mit dem Mittenring 8''' über zusammenwirkende zylindrische Sitzflächen 13', 13'', 14' und 14'' verbunden sind, wobei die Teile 8' und 8''' bzw. 8'' und 8''' mit einer Presspassung aneinander liegen.
  • Die axiale Festlegung des Lageraußenrings 8', 8'', 8''' im Gehäuse 3 erfolgt vorliegend über eine Bohrung im Gehäuse 3, die wie erwähnt stufenförmig ausgebildet ist, d. h. die eine stirnseitige Anlagefläche 16 bildet. Eine entsprechende Gegenkontur wird durch die Ringteile 8', 8'', 8''' geschaffen, wonach der Mittenring 8''' eine stirnseitige Anlagefläche 15 bildet, die an der Anlagefläche 16 anliegt.
  • Die axiale Festlegung des Lageraußenrings 8', 8'', 8''' in der anderen Achsrichtung erfolgt in den Ausführungsbeispielen durch einen Sprengring 17, der in eine ringförmige Eindrehung im Gehäuse 3 eingesetzt wird und so den hülsenförmigen Ring 8' an der axialen Verschiebung im Gehäuse 3 hindert.
  • Die Lagerinnenringe 18 und 19 der beiden Radiallager 5, 6 sind im Radialschnitt L-förmig ausgebildet und weisen die Laufbahnen 20', 20'' und 21 der Axiallager 6, 7 auf.
  • Die axiale Vorspannung in der Lageranordnung 1 kann in vorteilhafter Weise durch einen Abstandshalter 22 erfolgen, der als zylindrische Hülse ausgebildet ist. In den Innenringen 18, 19 sind vorliegend Eindrehungen 23 bzw. 24 eingearbeitet, in denen der Abstandshalter 22 mit Presspassung sitzt.
  • Im Ausführungsbeispiel sind die Radialwälzlager 4, 5 als Zylinderrollenlager ausgebildet, d. h. die Wälzkörper 25, 26 sind Zylinderrollen.
  • Im Falle eines Achsgetriebes, insbesondere bei Ritzellagereinheiten für Fahrzeughinterachsgetriebe bzw. für Verteilergetriebe, wirken zwischen dem nicht dargestellten Tellerrad und dem Kegelritzel 27 Kräfte, die also von den beiden Zylinderrollenlagern 4, 5 und den beiden Axialkugellagern 6, 7 aufgenommen werden. Bei der Anordnung und Dimensionierung der vier Lagerreihen bzw. Lagerstellen sind die unterschiedlich hohen Beträge und Richtungen der Verzahnungskräfte zwischen Kegelritzel 27 und Tellerrad berücksichtigt.
  • Die Wahl der Lagerbauformen und deren Montage erlauben dabei eine nahezu reibungsfreie Kraftübertragung und damit im Fahrzeugbetrieb eine erhebliche Verringerung der Verlustleistung. Auch die bei der Lagerung von Kegeltrieben wichtige Kenngröße der Steifigkeit ist vor allem in axialer Richtung durch den Einsatz von Axialkugellagern berücksichtigt.
  • Die dargestellte Kegelritzelwelle 2 eines Achsgetriebes weist einen schulterlosen Schaft auf, an dessen linken Ende das Kegelritzel 27 sitzt. Das dem Kegelritzel 27 benachbarte Zylinderrollenlager 4 ist wegen der zwischen Kegelritzel 27 und Tellerrad wirkenden hohen Radialkraft stärker ausgebildet als das am anderen Ende der Kegelritzelwelle 2 angeordnete Zylinderrollenlager 5. Im Zugbetrieb wird die in der Verzahnung wirkende Axialkraft von dem zweireihigen Axialkugellager 6 aufgenommen und über die Stirnseite 15 des Rings 8''' in das Getriebegehäuse 3 eingeleitet. Umgekehrt wird bei Schubbetrieb die in entgegengesetzter Richtung wirkende Axialkraft von dem kleineren einreihigen Axialkugellager 7 aufgenommen und über die den Sprengring 17 in das Getriebegehäuse 3 geleitet.
  • Die vorgeschlagene Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass eine sehr wirtschaftliche Herstellung der Lageranordnung und insbesondere des Lageraußenrings 8', 8'', 8''' möglich wird. Dabei handelt es sich bei den Teilen 8' und 8" um sehr einfache Bauteile (zylindrische Hülsen). Aber auch der Teil 8''' ist als einfacher zylindrischer Ring mit Stufung ausgebildet, der einfach und preiswert hergestellt werden kann. Das Teil 8''' hat eine gestufte Außen- und eine gestufte Innenfläche. Die gestufte Außenfläche nimmt über einen Presssitz kraftschlüssig das Teil 8' auf, die gestufte Innenfläche übernimmt gleichermaßen mit Presspassung das Teil 8''.
  • Die drei Ringe 8', 8'', 8''' werden also nach ihrer Fertigbearbeitung über zwei Presssitze miteinander verbunden. Dies erfolgt bevorzugt zur Reduzierung der Aufpresskräfte durch ein Erwärmen bzw. Abkühlen der Teile 8', 8'' vor dem Aufpressen.
  • Der Außendurchmesser des Teils 8''' ist dabei geringfügig kleiner ausgeführt als der Außendurchmesser des Teils 8', da das Teil 8''' nur Kräfte in axialer Richtung übertragen soll.
  • Nach der Montage aller Komponenten der Lageranordnung 1 erfolgt das „Schließen" der Lagereinheit über den hülsenförmigen Abstandshalter 22 zwischen den beiden Innenringen 18, 19, der die Ringe 18, 19 wie erwähnt mittels zweier Presssitze miteinander verbindet. Die axiale Breite des Abstandshalters 22 ist entscheidend für die Größe der minimal notwendigen axialen Vorspannung nach der Montage auf der Ritzelwelle 2 nach Anziehen einer Ritzelmutter 29, die einen Antriebsflansch 28 auf der Welle 2 festlegt. Der Abstandshalter 22 kann aus Leichtmetall bestehen.
  • Bei der Montage des Kegelritzels 27 mit seiner Welle 2 mit der selbsthaltenden Lageranordnung 1 werden die beiden Innenringe 18 und 19 zusammen mit dem dazwischen angeordneten hülsenförmigen Abstandshalter 22 gemeinsam mit einer gewissen Überdeckung auf die Ritzelwelle 2 gepresst. Der Kraftfluss erfolgt hierbei nur über die beiden Innenringe 18, 19 und den Abstandshalter 22. Durch das Anziehen der Ritzelmutter 29 wird über den Antriebsflansch 28 die Lagereinheit mit der Ritzelwelle 2 axial verspannt. Die Steifigkeitscharakteristik des Abstandshalters 22, dessen axiale Breite und das Anzugsmoment der Ritzelmutter 29 sorgen für die gewünschte Minimalbelastung der Axialkugellager 6 und 7.
  • Die radialen Betriebskräfte werden ausschließlich von den beiden Zylinderrollenlagern 4 und 5 aufgenommen, die sich radial direkt am Gehäuse 3 abstützen. Die axiale Betriebskraft wird im Zugbetrieb über die Stirnseite 15 des Rings 8''' direkt an der stirnseitigen Anlagefläche 16 im Gehäuse 3 abgestützt. Im Schubbetrieb erfolgt die axiale Abstützung am Gehäuse 3 über die kleinere Schulter des Rings 8''' und den Ring 8' an dem Sprengring 17.
  • Die Abdichtung erfolgt im Ausführungsbeispiel gemäß 1 mittels eines Radialwellendichtringes 30. Alternativ kann – und dies ist in 2 zu sehen – die Abdichtfunktion bereits in das Lager selber integriert sein. In diesem Falle sind der Innenring 19 und der Außenring 8" zur Aufnahme eines Radialwellendichtringes 30 verlängert.
  • Zur statischen Abdichtung kann am Außendurchmesser des Teils 8'' ein Dichtring 31, insbesondere ein O-Ring, eingelegt werden.
  • In den 3 bis 9 ist eine bevorzugte Vorgehensweise bei der Montage der vorgeschlagenen Lageranordnung illustriert. 10 zeigt die fertig montierte Lageranordnung.
  • In 3 ist ein erster Montageschritt zu sehen, bei dem der eine Teil des insgesamt dreiteiligen Lageraußenrings, nämlich der hülsenförmige Ring 8'', in einen ersten zylindrischen Sitz 32 (in Pfeilrichtung) eingepresst wird, d. h. zwischen dem Ring 8'' und dem Sitz 32 liegt im montierten Zustand Presspassung vor. Der Ring 8'' wird dabei axial eingepresst, bis er an einer stirnseitigen Anlagefläche 16' im Gehäuse 3 anliegt.
  • Im zweiten Montageschritt gemäß 4 wird der Mittenring 8''' (in Pfeilrichtung) eingepresst; er sitzt dann mit Presspassung in einem zweiten zylindrischen Sitz 33. Für die Anlage der einen Stirnseite 15 des Mittenrings 8''' ist die stirnseitige Anlagefläche 16 im Gehäuse 3 vorgesehen. Dabei sind die Abmessungen so ausgeführt, dass bei eingepresstem Mittenring 8''' dieser mit seiner Stirnseite 15 das axiale Ende des Rings 8'' kontaktiert.
  • Die zylindrischen Sitze 32, 33 können, müssen aber nicht unterschiedliche Nenndurchmesser haben.
  • Gemäß eines dritten Montageschritts nach 5 wird der letzte der drei Teile des Lageraußenrings (in Pfeilrichtung) eingepresst, nämlich der hülsenförmige Ring 8'. Dieser sitzt im Ausführungsbeispiel wie der Mittenring 8''' im zweiten zylindrischen Sitz 33.
  • In einem vierten Montageschritt gemäß 6 wird der Kugelkranz des Axialwälzlagers 7 eingesetzt und der Lagerinnenring 19 samt Wälzkörpersatz 26 montiert. Dabei ist zu bemerkten, dass zwischen den Schritten gemäß 5 und 6 die gesamte teilmontierte Einheit um eine horizontal verlaufende Achse um 180° verdreht wurde.
  • Wie in 7 zu sehen ist, wird in einem fünften Montageschritt ein Radialwellendichtring 30 (in Pfeilrichtung) in den axialen Endbereich des Lagerrings 8'' bzw. des Lagerrings 19 eingepresst, so dass diese Seite der Lageranordnung abgedichtet ist.
  • Nunmehr wird die gesamte vormontierte Lageranordnung erneut um 180° um eine horizontale Achse gedreht, um in die in 8 skizzierte Position zu gelangen. In dieser wird in einem sechsten Montageschritt der Kugelkranz des Axialwälzlagers 6 sowie der Lagerinnenring 18 samt Wälzkörpersatz 25 montiert.
  • Gemäß 9 erfolgt in einem siebten Montageschritt das Einsetzen des Sprengrings 17 in eine Nut im Gehäuse 3, so dass der Lagerring 8' und damit die gesamte Lageranordnung axial gesichert ist.
  • Die fertige montierte Lageranordnung ist in 10 dargestellt, wobei hier auch bereits das Wellenteil 2 des Kegelritzels ebenfalls montiert ist.
  • Beim Anstoßenlassen der Lagerringe 8' und 8'' am Mittenring 8''' – wie es insbesondere in 5 gezeigt ist – kann auf den Einsatz eines Dichtrings 31 (O-Ring) wie in 2 zu sehen verzichtet werden. Es ergibt sich hier auch so ein dichtender Verbund zwischen den Lagerringen 8', 8'' und 8''', insbesondere wenn diese mit Presspassung in den zylindrischen Sitzen 32 und 33 sitzen, wie es bevorzugt vorgesehen ist.
  • Das bevorzugte Material für das Gehäuse 3 ist Leichtmetall wie z. B. Aluminium; aber auch Stahl ist als Gehäusematerial möglich. Das Gehäuse 3 kann dabei mit entsprechenden Befestigungsflanschen versehen sein.
  • 1
    Lageranordnung
    2
    Wellenteil
    3
    Gehäuse
    4
    Radialwälzlager (Zylinderrollenlager)
    5
    Radialwälzlager (Zylinderrollenlager)
    6
    Axialwälzlager (Axialkugellager)
    7
    Axialwälzlager (Axialkugellager)
    8', 8'', 8'''
    Lageraußenring
    8'
    Teil des Lageraußenrings (hülsenförmiger Ring)
    8''
    Teil des Lageraußenrings (hülsenförmiger Ring)
    8'''
    Teil des Lageraußenrings (Mittenring)
    9
    Laufbahn
    10
    Laufbahn
    11'
    Laufbahn
    11''
    Laufbahn
    12
    Laufbahn
    13'
    Sitzfläche
    13''
    Sitzfläche
    14'
    Sitzfläche
    14''
    Sitzfläche
    15
    Stirnseite
    15'
    Stirnseite
    16
    stirnseitige Anlagefläche
    16'
    stirnseitige Anlagefläche
    17
    Sprengring
    18
    Lagerinnenring
    19
    Lagerinnenring
    20'
    Laufbahn
    20''
    Laufbahn
    21
    Laufbahn
    22
    Abstandshalter
    23
    Eindrehung
    24
    Eindrehung
    25
    Wälzkörper
    26
    Wälzkörper
    27
    Kegelritzel
    28
    Antriebsflansch
    29
    Ritzelmutter
    30
    Radialwellendichtring
    31
    Dichtring (O-Ring)
    32
    erster zylindrischer Sitz
    33
    zweiter zylindrischer Sitz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102005058396 B3 [0002]

Claims (27)

  1. Lageranordnung (1) zur radialen und axialen Lagerung eines Wellenteils (2) relativ zu einem Gehäuse (3), wobei die Lageranordnung (1) zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Wellenteil (2) angeordnete Radialwälzlager (4, 5) und zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Wellenteil (2) angeordnete Axialwälzlager (6, 7) aufweist und wobei ein Lageraußenring (8', 8'', 8''') sowohl Laufbahnen (9, 10) der beiden Radialwälzlager (4, 5) als auch Laufbahnen (11', 11'', 12) der beiden Axialwälzlager (6, 7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (8', 8'', 8''') aus drei Teilen zusammengesetzt ist, nämlich aus einem ersten hülsenförmigen Ring (8') mit einer Laufbahn (9) des einen Radialwälzlagers (4), aus einem zweiten hülsenförmigen Ring (8'') mit einer Laufbahn (10) des anderen Radialwälzlagers (5) sowie aus einem zwischen den beiden hülsenförmigen Ringen (8', 8'') angeordneten Mittenring (8''') mit Laufbahnen (11', 11'', 12) der beiden Axialwälzlager (6, 7), wobei die drei Teile des Lageraußenrings (8', 8'', 8''') separat gefertigt und dann miteinander verbunden sind.
  2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein hülsenförmiger Ring (8', 8'') mit dem Mittenring (8''') über zusammenwirkende zylindrische Sitzflächen (13', 13''; 14', 14'') verbunden ist, über die die Teile (8', 8'', 8''') mit einer Presspassung aneinander liegen.
  3. Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenring (8''') mindestens eine stufenförmige Eindrehung zur Bildung der zylindrischen Sitzfläche (13'', 14'') aufweist.
  4. Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenring (8''') zwei stufenförmige Eindrehungen zur Bildung der beiden zylindrischen Sitzflächen (13'', 14'') aufweist.
  5. Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eine stufenförmige Eindrehung (13'') eine radial nach außen gerichtete Oberfläche und eine stufenförmige Eindrehung (14'') eine radial nach innen gerichtete Oberfläche aufweist.
  6. Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die stufenförmigen Eindrehungen (13'', 14'') auf verschiedenen Durchmessern liegen.
  7. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein hülsenförmiger Ring (8', 8''), vorzugsweise beide hülsenförmigen Ringe (8', 8''), an Stirnseiten (15, 15') des Mittenrings (8''') stoßend angrenzen.
  8. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenring (8''') mit einer Stirnseite (15) an einer eine stirnseitige Anlagefläche (16) bildenden Stufe des Gehäuses (3) anliegt.
  9. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein hülsenförmiger Ring (8'') axial an einer eine stirnseitige Anlagefläche (16') bildenden Stufe des Gehäuses (3) anliegt.
  10. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein hülsenförmiger Ring (8') axial mittels eines in einer Ringnut im Gehäuse (3) eingesetzten Sprengrings (17) im Gehäuse (3) festgelegt ist.
  11. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lagerinnenring (18, 19) der Radialwälzla ger (4, 5), vorzugsweise beide Lagerinnenringe (18, 19), als Ring mit im Radialschnitt L-förmiger Kontur ausgebildet ist.
  12. Lageranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem sich radial erstreckenden Schenkel der L-förmigen Kontur mindestens eine Laufbahn (20', 20'', 21) der Axialwälzlager (6, 7) eingearbeitet ist.
  13. Lageranordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerinnenringe (18, 19) der Radialwälzlager (4, 5) mittels eines hülsenförmigen, vorzugsweise kompressiblen, Abstandshalters (22) auf axialem Abstand gehalten werden.
  14. Lageranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerinnenringe (18, 19) der Radialwälzlager (4, 5) und der hülsenförmige Abstandshalter (22) einen kraftschlüssigen Verbund bilden.
  15. Lageranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerinnenringe (18, 19) Eindrehungen (23, 24) aufweisen, an oder in denen die axialen Enden des Abstandshaltes (22) mit Presspassung sitzen.
  16. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Radialwälzlager (4, 5) als Zylinderrollenlager ausgebildet sind.
  17. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Axialwälzlager (6, 7) als Kugellager ausgebildet sind.
  18. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Axialwälzlager (7) als einreihiges Lager ausgebildet ist und dass das andere Axialwälzlager (6) als zweireihiges Lager ausgebildet ist, das zwei auf unterschiedlichen Radien liegende Wälzkörperreihen aufweist.
  19. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Radialwälzlager (4, 5) unterschiedlich groß dimensioniert sind.
  20. Lageranordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (25, 26), insbesondere die Zylinderrollen, der beiden Radialwälzlager (4, 5) auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind.
  21. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bestandteil eines Fahrzeugachsgetriebes, insbesondere eines Fahrzeughinterachsgetriebes, ist.
  22. Lageranordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Welle (2) eines Kegelritzels lagert.
  23. Verfahren zur Montage einer Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, das die Schritte aufweist: a) Einpressen eines Lageraußenrings (8'') in einen ersten zylindrischen Sitz (32) des Gehäuses (3); b) Einpressen des Mittenrings (8''') in einen zweiten zylindrischen Sitz (33) des Gehäuses (3), bis dieser den bereits eingepressten Lageraußenring (8'') kontaktiert; c) Einpressen des weiteren Lageraußenrings (8') in einen zylindrischen Sitz des Gehäuses (3), insbesondere in den zweiten zylindrischen Sitz (33), bis dieser den Mittenring (8''') kontaktiert; d) Montage der Wälzkörper des einen Axialwälzlagers (7), der Lagerinnenrings (19) sowie der Wälzkörper (26) des einen Radialwälzlagers (5); und e) Montage der Wälzkörper des anderen Axialwälzlagers (6), der Lagerinnenrings (18) sowie der Wälzkörper (25) des anderen Radialwälzlagers (4).
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schritten d) und e) gemäß Anspruch 23 eine Radialwellendichtung (30) im axialen Endbereich des Lagerinnenrings (19) montiert wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt e) gemäß Anspruch 23 ein Sprengring (17) zur axialen Sicherung des einen Lageraußenrings (8') montiert wird.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt c) und vor Schritt d) gemäß Anspruch 23 die teilmontierte Lageranordnung um eine horizontal verlaufende Drehachse um 180° gedreht wird.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt d) und vor Schritt e) gemäß Anspruch 23 die teilmontierte Lageranordnung um eine horizontal verlaufende Drehachse um 180° gedreht wird.
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