DE102020212895B3

DE102020212895B3 - Arrangement of a shaft with a gear and a bearing and a tool

Info

Publication number: DE102020212895B3
Application number: DE102020212895.2A
Authority: DE
Inventors: Dalin Lazar
Original assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-10-09
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2021-08-26
Anticipated expiration: 2040-10-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Welle (1) mit einem Zahnrad (2) an einem Ende der Welle (1) und einem Lager (5) am anderen Ende der Welle (1), wobei das Lager (5) einen inneren Lagerring (3) und einen äußeren Lagerring (4) umfasst, wobei zwischen dem Zahnrad (2) und dem Lager (5) um die Welle (1) eine Hülse (6) derart angeordnet ist, dass die Hülse (6) an einem Ende mit dem inneren Lagerring (3) kontaktierbar ist, und wobei das Zahnrad (2) Aussparungen (7) aufweist, durch die ein Werkzeug (8, 8.1, 8.2) lösbar derart angeordnet ist, dass es gleichzeitig mit der vom Lager abgewandten Oberfläche des Zahnrads (2) und mit dem äußeren Lagerring (4) in Wirkverbindung steht.

The invention relates to an arrangement of a shaft (1) with a gear (2) at one end of the shaft (1) and a bearing (5) at the other end of the shaft (1), the bearing (5) having an inner bearing ring (3 ) and an outer bearing ring (4), wherein between the gear (2) and the bearing (5) around the shaft (1) a sleeve (6) is arranged such that the sleeve (6) at one end with the inner Bearing ring (3) can be contacted, and wherein the gear (2) has recesses (7) through which a tool (8, 8.1, 8.2) is detachably arranged in such a way that it is simultaneously with the surface of the gear (2) facing away from the bearing. and is in operative connection with the outer bearing ring (4).

Description

Anordnung einer Welle mit einem Zahnrad und einem Lager sowie einem WerkzeugArrangement of a shaft with a gear and a bearing and a tool

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Welle mit einem Zahnrad und einem Lager nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an arrangement of a shaft with a gear and a bearing according to the preamble of claim 1.

Bei der Verwendung von Zahnrädern, insbesondere in Getrieben, ist es üblich, ein Zahnrad mit einer Welle zu verbinden und die Welle mit dem Zahnrad in einem Gehäuse anzuordnen, wobei die Welle beispielsweise mittels eines Kugellagers oder zum Beispiel eines Nadellagers im Gehäuse drehbar gelagert wird.When using gears, especially in transmissions, it is common to connect a gear to a shaft and to arrange the shaft with the gear in a housing, the shaft being rotatably supported in the housing, for example by means of a ball bearing or, for example, a needle bearing.

Das Einbringen einer Welle mit einem Zahnrad und einem Lager in eine entsprechende Aufnahmeöffnung eines Gehäuses kann dadurch geschehen, dass erst das Lager in das Gehäuse eingepresst und dann die Welle mit dem Zahnrad in das Lager gedrückt wird. Eine andere Möglichkeit ist, dass zuerst die Welle in dem Lager mittels Presssitz angeordnet wird und dann die Anordnung aus Lager und Welle in das Gehäuse eingedrückt wird.A shaft with a gear and a bearing can be introduced into a corresponding receiving opening of a housing by first pressing the bearing into the housing and then pressing the shaft with the gear into the bearing. Another possibility is that the shaft is first arranged in the bearing by means of a press fit and then the arrangement of bearing and shaft is pressed into the housing.

Lager, insbesondere Kugellager oder Nagellager, umfassen einen äußeren Lagerring und einen inneren Lagerring. Beim Einpressen eines Lagers ist es wichtig, dass der äußere und der innere Lagerring gleichzeitig eingepresst werden, damit das Lager keinen Schaden nimmt. Wenn anschließend die Welle in das vormontierte Lager eingedrückt wird, ist die Gefahr groß, dass das Lager beschädigt wird, da der innere Lagerring keine Abstützung gegen die wirkende Einpresskraft vorzuweisen hat. Bearings, in particular ball bearings or nail bearings, comprise an outer bearing ring and an inner bearing ring. When pressing in a bearing, it is important that the outer and inner bearing rings are pressed in at the same time so that the bearing is not damaged. If the shaft is then pressed into the preassembled bearing, there is a high risk that the bearing will be damaged, since the inner bearing ring does not have to provide any support against the pressing force.

Gleiches gilt für die Situation, wenn Welle und Lager vor dem Einpressen vormontiert werden und als Einheit in das Gehäuse eingepresst werden, da auch hier der innere Lagerring beim Einpressvorgang ohne Abstützung ist.The same applies to the situation when the shaft and bearing are preassembled before being pressed in and pressed into the housing as a unit, since here too the inner bearing ring is without support during the pressing process.

Die CN 2 06 072 291 U zeigt eine Zahnradantriebswelle mit einem ersten Kugellager und einem zweiten Kugellager.the CN 2 06 072 291 U shows a gear drive shaft with a first ball bearing and a second ball bearing.

Die CN 2 409 017 Y zeigt eine Lagermontagevorrichtung, die aus einem Körper, einer Haltevorrichtung und einem Befestigungselement besteht.the CN 2 409 017 Y Fig. 10 shows a bearing mounting device consisting of a body, a retainer and a fastener.

Die DE 602 14 090 T2 zeigt eine Wälzlager-Montagekonstruktion, mit einem Wälzlager und einem Lagerelement zur Montage des Wälzlagers durch Einsetzen eines Außenring-Elements des Wälzlagers durch eine Einsatzbohrung in dem Lagerelement.the DE 602 14 090 T2 shows a rolling bearing mounting structure, with a rolling bearing and a bearing element for mounting the rolling bearing by inserting an outer ring element of the rolling bearing through an insert hole in the bearing element.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung einer Welle mit einem Zahnrad an einem Ende und einem Lager am anderen Ende der Welle zu schaffen, die es ermöglicht, dass bei der bestimmungsgemäßen Montage der Anordnung in ein Gehäuse das Lager nicht beschädigt wird.It is therefore an object of the present invention to provide an arrangement of a shaft with a gear at one end and a bearing at the other end of the shaft, which makes it possible that the bearing is not damaged when the arrangement is properly installed in a housing.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der auf den Anspruch 1 unmittelbar oder mittelbar rückbezogenen Ansprüche.According to the invention, this object is achieved by an arrangement having the features of claim 1. Advantageous further developments are the subject matter of the claims which refer back directly or indirectly to claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung umfasst das Lager einen inneren Lagerring und einen äußeren Lagerring, und zwischen dem Zahnrad und dem Lager ist um die Welle eine Hülse derart angeordnet, dass die Hülse an einem Ende mit dem Zahnrad und am anderen Ende mit dem inneren Lagerring kontaktierbar ist beziehungsweise kontaktiert ist. Dabei weist das Zahnrad Aussparungen auf, durch die ein Werkzeug lösbar anordenbar und so ausgebildet ist, dass es gleichzeitig mit der vom Lager abgewandten Oberfläche des Zahnrads und mit dem äußeren Lagerring in Wirkverbindung steht.In the arrangement according to the invention, the bearing comprises an inner bearing ring and an outer bearing ring, and a sleeve is arranged around the shaft between the gear wheel and the bearing in such a way that the sleeve can be contacted at one end with the gear wheel and at the other end with the inner bearing ring or is contacted. The gear wheel has recesses through which a tool can be releasably arranged and is designed in such a way that it is simultaneously in operative connection with the surface of the gear wheel facing away from the bearing and with the outer bearing ring.

In einer Ausführungsform sind das Zahnrad und die Hülse als zwei separate Teile ausgeführt.In one embodiment, the gear and the sleeve are designed as two separate parts.

In einer weiteren Ausführungsform sind das Zahnrad und die Hülse einstückig ausgeführt. Dadurch ist die Anzahl der Komponenten der Anordnung reduziert, was zu einem vereinfachten Handling bei der Montage führt.In a further embodiment, the gear and the sleeve are made in one piece. This reduces the number of components in the arrangement, which leads to simplified handling during assembly.

In einer weiteren Ausführungsform sind das Zahnrad und die Hülse jeweils aus Kunststoff und an die Welle angespritzt.In a further embodiment, the gear wheel and the sleeve are each made of plastic and are molded onto the shaft.

In einer weiteren Ausführungsform steht das Werkzeug mit dem äußeren Lagerring an mindestens zwei Kontaktpunkten in Wirkverbindung, wobei insbesondere die Anzahl der Aussparungen im Zahnrad der Anzahl der Kontaktpunkte am äußeren Lagerring entspricht.In a further embodiment, the tool is in operative connection with the outer bearing ring at at least two contact points, wherein in particular the number of recesses in the gear corresponds to the number of contact points on the outer bearing ring.

Insbesondere ist das Lager mit der Welle unter Verwendung des Werkzeugs in die Aufnahmeöffnung eines Lagergehäuses einpressbar, wodurch eine Beschädigung des Lagers bei der Montage des Lagers in das Gehäuse auch bei relativ hohen Einpresskräften vermieden werden kann.In particular, the bearing with the shaft can be pressed into the receiving opening of a bearing housing using the tool, so that damage to the bearing during assembly of the bearing in the housing can be avoided even with relatively high press-in forces.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Lager zumindest auf der dem Zahnrad zugewandten Seite eine Abdichtung auf.In a further embodiment, the bearing has a seal at least on the side facing the gearwheel.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Lager mindesten zwei Einzellager.In a further embodiment, the bearing comprises at least two individual bearings.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Lager ein Kugellager.In a further embodiment the bearing is a ball bearing.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahrens zum Einbringen einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in ein Lagergehäuse zu schaffen.Another object of the present invention is to provide a method for introducing an arrangement according to one of Claims 1 to 9 into a bearing housing.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10.According to the invention, this object is achieved by a method having the features of claim 10.

In einem ersten Schritt wird des Werkzeugs derart angelegt, dass das Werkzeug gleichzeitig mit der vom Lager abgewandten Oberfläche des Zahnrads und mit dem äußeren Lagerring des Lagers in Wirkverbindung steht.In a first step, the tool is applied in such a way that the tool is simultaneously in operative connection with the surface of the gear wheel facing away from the bearing and with the outer bearing ring of the bearing.

In einem zweiten Schritt wird das Lager an der entsprechenden Aufnahmeöffnung des Lagergehäuses angesetzt.In a second step, the bearing is attached to the corresponding receiving opening in the bearing housing.

In einem weiteren Schritt wird die Anordnung aus Welle, Zahnrad und Lager in die Aufnahmeöffnung des Lagergehäuses mittels des Werkzeugs eingepresst.In a further step, the arrangement of shaft, gear and bearing is pressed into the receiving opening of the bearing housing by means of the tool.

In einem letzten Schritt wird das Werkzeug durch die Aussparungen im Zahnrad von der Anordnung gelöst und entfernt.In a final step, the tool is loosened and removed from the arrangement through the recesses in the gearwheel.

In den Zeichnungen zeigen:

1 ein Zahnrad mit Aussparungen und einer Welle,
2 eine Welle mit Zahnrad und Hülse,
3 eine Anordnung aus Welle, Zahnrad, Hülse und Lager,
4 ein Werkzeug,
5 eine Anordnung aus 3 vor dem Einpressen in ein Gehäuse,
6 eine Anordnung aus 3 nach dem Einpressen in ein Gehäuse.

In the drawings show:

1 a gear with notches and a shaft,
2 a shaft with gear and sleeve,
3 an arrangement of shaft, gear, sleeve and bearing,
4th a tool,
5 an arrangement 3 before pressing into a housing,
6th an arrangement 3 after being pressed into a housing.

1 und 2 zeigen eine Welle 1 mit einem Zahnrad 2 an einem Ende der Welle 1, wobei um die Welle 1 eine Hülse 6 angeordnet ist. Das Zahnrad 2 weist mindestens eine durchgehende Aussparung 7 auf. 1 and 2 show a wave 1 with a gear 2 at one end of the shaft 1 , being around the shaft 1 a sleeve 6th is arranged. The gear 2 has at least one continuous recess 7th on.

Das Zahnrad 2 und die Hülse 6 können als zwei separate Teile 2, 6 ausgeführt sein, wobei die Hülse 6 mit dem Zahnrad 2 direkt in Kontakt steht.The gear 2 and the sleeve 6th can be as two separate parts 2 , 6th be executed, the sleeve 6th with the gear 2 is in direct contact.

Das Zahnrad 2 und die Hülse 6 können aber auch aus einem Stück ausgeführt sein, wobei beide Teile beispielsweise in einem einzigen Spritzvorgang hergestellt sein können. Alternativ kann aber auch die Hülse 6 an die Welle 1 angespritzt sein, wobei das Zahnrad 2 und die Hülse 6 oder auch nur die Hülse 6 beispielsweise aus Kunststoff sind.The gear 2 and the sleeve 6th but can also be made from one piece, with both parts being produced, for example, in a single injection molding process. Alternatively, however, the sleeve 6th to the wave 1 be molded, with the gear 2 and the sleeve 6th or just the sleeve 6th for example made of plastic.

3 zeigt eine Anordnung aus 1 und 2, wobei zusätzlich am anderen Ende der Welle 1, dem Zahnrad 2 gegenüberliegend, ein Lager 5 , beispielsweise mittels Presssitz, angeordnet ist. Hier besteht das Lager 5 aus zwei Kugellagern. 3 shows an arrangement 1 and 2 , being additionally at the other end of the shaft 1 , the gear 2 opposite, a warehouse 5 , for example by means of a press fit, is arranged. This is where the camp exists 5 from two ball bearings.

Jedes Lager weist jeweils einen inneren Lagerring 3 und einen äußeren Lagerring 4 auf. Die Hülse 6 ist derart um die Welle 1 angeordnet, dass die Hülse 6 an dem einen Ende der Welle 1 mit dem inneren Lagerring 3 in Kontakt steht.Each bearing has an inner bearing ring 3 and an outer bearing ring 4th on. The sleeve 6th is so about the shaft 1 arranged that the sleeve 6th at one end of the shaft 1 with the inner bearing ring 3 is in contact.

4 zeigt ein Werkzeug 8, wobei das Werkzeug 8 einen tellerförmigen Abschnitt 8.2 und von diesem tellerförmigen Abschnitt 8.2 abgehende längliche Ausläufer 8.1, in diesem Fall drei an der Zahl, aufweist. 4th shows a tool 8th , taking the tool 8th a plate-shaped section 8.2 and from this plate-shaped section 8.2 outgoing elongated runners 8.1 , in this case three in number.

5 zeigt eine Anordnung aus 3 mit Zahnrad 2, Welle 1, Hülse 6 und Lager 5 vor dem Einbringen in ein Lagergehäuse 10. 5 shows an arrangement 3 with gear 2 , Wave 1 , Sleeve 6th and warehouse 5 before being placed in a bearing housing 10 .

Wie bereits ausgeführt, steht die Hülse 6 mit dem inneren Lagerring 3 so in Kontakt, dass zum Einpressen des Lagers 5 durch die Hülse 6 eine Kraft auf den inneren Lagerring 3 des Lagers 5 ausgeübt werden kann..As already stated, the sleeve is standing 6th with the inner bearing ring 3 so in contact that to press in the bearing 5 through the sleeve 6th a force on the inner bearing ring 3 of the camp 5 can be exercised ..

Um sicherzustellen, dass beim Einpressen des Lagers 5, in diesem Fall zweier hintereinander angeordneten Kugellager, in eine Aufnahmeöffnung 9 eines Lagergehäuses 10 keinen Schaden nimmt, ist es wichtig, dass der äußere Lagerring 4, hier des oben liegenden Lagers, und der innere Lagerring 3 gleichzeitig und möglichst mit gleicher Krafteinwirkung eingepresst wird.To ensure that when pressing in the bearing 5 , in this case two ball bearings arranged one behind the other, into a receiving opening 9 a bearing housing 10 takes no damage, it is important that the outer bearing ring 4th , here the bearing above, and the inner bearing ring 3 is pressed in at the same time and, if possible, with the same force.

Um dies zu erreichen, ist, wie in 5 gezeigt, ein Werkzeug 8 lösbar an der Anordnung angebracht. Der tellerförmige Abschnitt 8.2 des Werkzeugs 8 liegt an der vom Lager 5 abgewandten Oberfläche des Zahnrads 2 an, und kann dadurch beim Einpressvorgang gleichzeitig eine Kraft auf das Zahnrad 2, die Welle 1, deren eines Ende mit der Oberfläche des Zahnrads 2 abschließt, und über die Hülse 6 auf den inneren Lagerring 3 ausüben.To achieve this is how in 5 shown a tool 8th releasably attached to the assembly. The plate-shaped section 8.2 of the tool 8th is due to that of the camp 5 remote surface of the gear 2 on, and can thereby at the same time apply a force to the gearwheel during the press-in process 2 , the wave 1 one end of which with the surface of the gear 2 completes, and over the sleeve 6th on the inner bearing ring 3 exercise.

Zur gleichen Zeit wird beim Einpressvorgang die gleiche Kraft über vom tellerförmigen Abschnitt 8.2 abgehende längliche Ausläufer 8.1 auf den äußeren Lagerring 4 an entsprechenden Kontaktpunkten ausgeübt, wobei diese Ausläufer 8.1 durch Aussparungen 7 im Zahnrad 2 hindurchragen beziehungsweise hindurchgeführt sind.At the same time, the same force is exerted over the plate-shaped section during the press-in process 8.2 outgoing elongated runners 8.1 on the outer bearing ring 4th exercised at corresponding contact points, these runners 8.1 through recesses 7th in the gear 2 protrude or are passed through.

Die Anzahl der Kontaktpunkte entspricht der Anzahl der Aussparungen 7 im Zahnrad 2, wobei sinnvollerweise mindestens zwei Kontaktpunkte vorhanden sein müssen.The number of contact points corresponds to the number of recesses 7th in the gear 2 , whereby it makes sense to have at least two contact points.

Durch die Verwendung des Werkzeugs 8 wird somit sichergestellt, dass beim Einpressen des Lagers 5 in eine Aufnahmeöffnung 9 eines Lagergehäuses 10 der äußere Lagerring 4 mittels der Ausläufer 8.1 und der innere Lagerring 3 mittels des tellerförmigen Abschnitts 8.2 über die Hülse 6 gleichzeitig und möglichst mit gleicher Krafteinwirkung eingepresst wird, und dadurch das Lager 5 nicht beschädigt und auch betriebssicher eingesetzt wird.By using the tool 8th This ensures that when the bearing is pressed in 5 into a receiving opening 9 a bearing housing 10 the outer bearing ring 4th by means of the foothills 8.1 and the inner bearing ring 3 by means of the plate-shaped section 8.2 over the sleeve 6th is pressed in at the same time and, if possible, with the same force, and thus the bearing 5 is not damaged and is also used safely.

6 zeigt die Anordnung aus 5, wobei das Lager 5 in der Aufnahmeöffnung 9 eines Lagergehäuses 10 eingepresst ist. Jetzt kann das Werkzeug 8 entfernt werden. 6th shows the arrangement 5 , with the camp 5 in the receiving opening 9 a bearing housing 10 is pressed in. Now the tool can 8th removed.

In 6 ist zusätzlich eine scheibenfömige Abdichtung 11 auf der Oberseite des ersten Lagers 5 derart angebracht, dass die Hülse 6 gleichzeitig mit dem inneren Lagerring 3 und der Abdichtung 11 im Wirkkontakt steht und gleichzeitig die Ausläufer 8.1 über die Abdichtung 11 eine Kraft mindestens auf den äußeren Lagerring 4 ausüben können.In 6th is also a disc-shaped seal 11 on top of the first bearing 5 attached so that the sleeve 6th at the same time as the inner bearing ring 3 and the seal 11 is in operative contact and at the same time the foothills 8.1 about the seal 11 a force at least on the outer bearing ring 4th can exercise.

Bei einer Aneinanderreihung von zwei Lagern 5 kann eine Art Beilagscheibe dazwischen angeordnet sein.When two bearings are lined up 5 a kind of washer can be arranged between them.

Claims

Arrangement of a shaft (1) with a gear (2) at one end of the shaft (1) and a bearing (5) at the other end of the shaft (1), the bearing (5) having an inner bearing ring (3) and an outer one Bearing ring (4), characterized in that a sleeve (6) is arranged between the gear wheel (2) and the bearing (5) around the shaft (1) such that the sleeve (6) at one end with the inner bearing ring (3) is contactable, and wherein the gear (2) has recesses (7) through which a tool (8, 8.1, 8.2) is detachably arranged in such a way that it is simultaneously with the surface of the gear (5) facing away from the bearing (5). 2) and is in operative connection with the outer bearing ring (4).

Arrangement according to Claim 1 , characterized in that the gear (2) and the sleeve (6) are designed as two separate parts.

Arrangement according to Claim 1 , characterized in that the gear (2) and the sleeve (6) are made in one piece.

Arrangement according to Claim 3 , characterized in that the gear wheel (2) and the sleeve (6) are each made of plastic and are molded onto the shaft (1).

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the tool (8, 8.1) is in operative connection with the outer bearing ring (4) at at least two contact points, the number of recesses (7) in the gearwheel (2) being the number of contact points is equivalent to.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing (5) with the shaft (1) can be pressed into a receiving opening (9) of a bearing housing (10) using the tool (8, 8.1, 8.2).

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing (5) has a seal (11) at least on the side facing the gearwheel (2).

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing (5) comprises at least two individual bearings.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing (5) is a ball bearing.

Method for introducing an arrangement according to one of the preceding claims into a bearing housing (10) with the steps: a. releasable application of a tool (8, 8.1, 8.2) such that the tool (8, 8.1, 8.2) simultaneously with the surface of the gear (2) facing away from the bearing (5) and with the outer bearing ring (4) of the bearing (5 ) is in operative connection, b. Attachment of the bearing (5) to a corresponding receiving opening (9) of the bearing housing (10), c. Pressing the arrangement of shaft (1), gear (2) and bearing (5) into the receiving opening (9) of the bearing housing (10) by means of the tool (8, 8.1, 8.2), d. Loosening and removing the tool (8, 8.1, 8.2).