DE202008010007U1

DE202008010007U1 - Anordnung zur Lagerung einer Abtriebswelle eines Automatgetriebes

Info

Publication number: DE202008010007U1
Application number: DE200820010007
Authority: DE
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2018-07-26

Abstract

Anordnung zur Lagerung einer Abtriebswelle (1) eines Automatgetriebes, wobei die Abtriebswelle (1) als Stegwelle eines abtriebsseitigen Planetenradsatzes (8) ausgebildet und gegenüber einem Getriebegehäuse (4) über ein erstes und ein zweites Wälzlager (2, 3) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (1) zusätzlich über ein drittes Lager (20), welches auf der der Stegwelle (1) abgewandten Seite des Planetenradsatzes (8) angeordnet ist, abgestützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lagerung einer Abtriebswelle eines Automatgetriebes nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1, bekannt durch die DE 10 2006 009 622 A1 der Anmelderin.
Eine Anordnung zur Lagerung einer Abtriebswelle eines Automatgetriebes wurde durch die DE 10 2006 009 622 A1 der Anmelderin bekannt. Der abtriebsseitige Teil des bekannten Automatgetriebes weist einen Planetenradsatz mit einer als Abtriebswelle ausgebildeten Stegwelle auf. Auf der der Stegwelle abgewandten Seite des Planetenradsatzes ist ein Ringzylinder (durch eine Nietverbindung) mit einem Stegblech eines Planetenträgers verbunden. Radial innerhalb des Ringzylinders ist eine als Hohlwelle ausgebildete Sonnenwelle angeordnet, welche mit den Planetenrädern des Planetenradsatzes kämmt und – über eine Zwischenwelle – in der Abtriebswelle gelagert ist. Die Stegwelle, respektive die Abtriebswelle ist über zwei Wälzlager, ein äußeres Rillenkugellager und ein inneres Nadellager gegenüber dem Getriebegehäuse gelagert. Auf einem aus dem Getriebegehäuse herausragenden Ende der Abtriebswelle ist ein Abtriebsflansch drehfest angeordnet, welcher über eine Sicherungsmutter, so genannte Nut- oder Bundmutter, gegen den Innenring des Rillenkugellagers und einen axialen Anschlag der Abtriebswelle verspannt ist. Das Rillenkugellager ist somit als Festlager ausgebildet. Das Ende der Abtriebswelle weist ferner einen über den Abtriebsflansch hinausragenden Zentrierzapfen auf. Die Lagerung der Abtriebswelle ist verschiedenen radialen Belastungen, so genannten Störkräften, ausgesetzt, welche aus radialen Kräften des Planetenradsatzes, einer am Planetenradsatz befestigten Lamellenkupplung, der Lagerung der Getriebewelle innerhalb der Abtriebswelle und des Anschlusses einer Kardanwelle auf der Abtriebsseite resultieren. Andererseits weisen die Lager – aus Gründen einer kompakten Bauweise – einen relativ geringen Lagerabstand auf. Dies kann unter dem Einfluss der genannten Kräfte zu einer Kippneigung der Abtriebswelle, damit zu Unwuchten und Getriebeschwingungen führen, welche den Fahrkomfort beeinträchtigen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Lagerung der Abtriebswelle gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, wodurch eine Kippneigung der Abtriebswelle und die damit verbundenen negativen Begleiterscheinungen reduziert oder vermieden werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Neuheitsgemäß ist ein weiteres Lager zur Abstützung der Abtriebswelle vorgesehen, welches sich auf der dem ersten und dem zweiten Lager abgewandten Seite des Planetenradsatzes befindet. Durch dieses zusätzliche, dritte Lager wird die Lagerbasis zur Abstützung der Abtriebswelle erheblich vergrößert, ohne dass die Abmessungen (die Länge) des Getriebegehäuses vergrößert werden müssen – d. h. die Anordnung des zusätzlichen Lagers ist bauraumneutral. Durch die vergrößerte Lagerbasis werden die Kippneigung der Abtriebswelle und damit verbundene Getriebeschwingungen vermieden oder reduziert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das dritte Lager zwischen einem am Planetenradsatz befestigten Ringzylinder eines Schaltelementes und der Sonnenwelle des Planetenradsatzes angeordnet. Die Sonnenwelle ist ihrerseits über eine Zwischenwelle, welche die Antriebswelle des Getriebes sein kann, in der Abtriebswelle gelagert, sodass sich ein zusätzlicher Abstützeffekt ergibt, welcher den Vorteil mit sich bringt, dass durch die Abtriebswelle größere Kippmomente aufgenommen werden können. Das Automatgetriebe wird somit ruhiger und komfortabler.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das dritte Lager als Nadellager ausgebildet, wodurch lediglich ein geringer radialer Bauraum benötigt wird, der beim bekannten Stand der Technik ohnehin bereits als Ringspalt teilweise gegeben war. Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Lagerung ist ferner, dass außer dem Nadellager keine zusätzlichen Teile zur Aufnahme des Lagers benötigt werden, da einerseits die Sonnenwelle als „Innenring" und der Ringzylinder als „Außenring" verwendbar sind. Die erfindungsgemäße Lösung kann somit mit geringem Aufwand an einem bekannten Getriebe nachgerüstet werden. Vorteilhaft ist ferner, dass das zusätzliche Lager an der vorgesehen Stelle zwischen Ringzylinder und Sonnenwelle nur einer relativ geringen Belastung, insbesondere geringen Differenzdrehzahlen ausgesetzt ist und die im Betrieb auftretenden Beanspruchungen ohne Weiteres aufnehmen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung auch weitere Vorteile und Merkmale ergeben können.
Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt aus der Endstufe eines Automatgetriebes für Kraftfahrzeuge. Eine Abtriebswelle 1 ist über zwei Wälzlager, ein innen angeordnetes Nadellager 2 und ein außen angeordnetes Rillenkugellager 3 gegenüber einem Getriebegehäuse 4 gelagert. Das Rillenkugellager 3 ist über einen Abtriebsflansch 5 und ein als Bund- oder Nutmutter ausgebildetes Sicherungselement 6 gegenüber einem axialen Anschlag 1a der Abtriebswelle 1 verspannt. Gegenüber dem Getriebegehäuse 4 ist das Rillenkugellager 3 über einen axialen Anschlag 4a des Getriebegehäuses 4 und einen Sicherungsring 7 axial fixiert. Die Abtriebswelle 1 ist gleichzeitig Stegwelle eines Planetenradsatzes 8, welcher ein erstes Stegblech 9 und ein zweites Stegblech 10 eines nicht vollständig dargestellten Planetenträgers aufweist. Der Planetenradsatz 8, im Folgenden auch kurz Radsatz genannt, umfasst Planetenbolzen 11, Planetenräder 12, ein Sonnenrad 13 sowie eine mit dem Sonnenrad 13 verbundene, als Hohlwelle ausgebildete Sonnenwelle 14. Letztere ist auf einer Antriebswelle 15 gelagert, die ihrerseits mit ihrem stirnseitigen Ende mittels eines Lagers 16 in der Abtriebswelle 1 abgestützt ist. Am zweiten Stegblech 10 des Planetenträgers ist ein Ringzylinder 17, vorzugsweise durch eine nicht dargestellte Nietverbindung befestigt. Der Ringzylinder 17 arbeitet mit einem Ringkolben 18 zusammen und ist Teil eines als Lamellenkupplung 19 ausgebildeten Schaltelementes, welches nicht vollständig dargestellt ist. Insoweit entspricht die beschriebene Anordnung dem eingangs genannten Stand der Technik, d. h. der DE 10 2006 009 622 A1 , die hiermit vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung einbezogen wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist zwischen dem Ringzylinder 17 ein weiteres Lager 20 vorgesehen, welches bevorzugt als Nadellager ausgebildet ist. Das Nadellager 20 bildet somit zusätzlich zu dem Nadellager 2 und dem Rillenkugellager 3 ein drittes Lager. Für die Anordnung des Nadellagers 20 weist der Ringzylinder 17 einen zylindrischen Sitz 17a (Bohrung) und die Sonnenwelle 14 einen zylindrischen Sitz 14a auf, welcher auch als Lauffläche für die Wälzkörper des Nadellagers 20 dienen kann. Im Lagersitz 17a ist vorzugsweise ein Lageraußenring 20a als Lauffläche eingepresst. Um eine Überbestimmung zwischen den drei Lagern 2, 3, 20 zu vermeiden, wird eine Abstimmung der Lagerspiele vorgenommen. Damit wird die Abtriebswelle 1 durch drei Lager abgestützt, wodurch sich als Abstand zwischen den beiden äußeren Lagern 3, 20 eine vergrößerte Lagerbasis b gegenüber der wesentlich geringeren Lagerbasis a zwischen den beiden Lagern 2, 3 ergibt. Der Abstützeffekt durch das dritte Lager 20 ergibt sich durch die Abstützung der Sonnenwelle 14 gegenüber der Antriebswelle 15, die ihrerseits über das Lager 16 in der Abtriebswelle 1 abgestützt ist. Die Abtriebswelle 1, welche im Betrieb diversen radial gerichteten Störkräften unterworfen ist, kann aufgrund der vergrößerten Lagerbasis höhere Kippmomente aufnehmen, d. h. die Kippneigung der Abtriebswelle 1 ist damit deutlich reduziert.
Berechnungen der Anmelderin haben ergeben, dass die Relativdrehzahlen für das zusätzliche Lager 20, also die Differenz der Drehzahlen von Abtriebswelle 1 und Sonnenwelle 14 relativ niedrig sind, sodass das dritte Lager 20 nur geringen Beanspruchungen unterliegt und daher relativ klein dimensioniert werden kann.

1: Abtriebswelle
1a: axialer Anschlag
2: Nadellager
3: Rillenkugellager
4: Getriebegehäuse
4a: axialer Anschlag
5: Abtriebsflansch
6: Bundmutter
7: Sicherungsring
8: Planetenradsatz
9: erstes Stegblech
10: zweites Stegblech
11: Planetenbolzen
12: Planetenrad
13: Sonnenrad
14: Sonnenwelle
14a: Lagersitz/Lauffläche
15: Antriebswelle
16: Lager
17: Ringzylinder
17a: Lagersitz
18: Ringkolben
19: Schaltelement
20: Nadellager (drittes Lager)
20a: Außenring
a: Lagerabstand
b: Lagerbasis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102006009622 A1 [0001, 0002, 0009]

Claims

Anordnung zur Lagerung einer Abtriebswelle (1) eines Automatgetriebes, wobei die Abtriebswelle (1) als Stegwelle eines abtriebsseitigen Planetenradsatzes (8) ausgebildet und gegenüber einem Getriebegehäuse (4) über ein erstes und ein zweites Wälzlager (2, 3) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (1) zusätzlich über ein drittes Lager (20), welches auf der der Stegwelle (1) abgewandten Seite des Planetenradsatzes (8) angeordnet ist, abgestützt ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradsatz (8) eine gegenüber der Abtriebswelle (1) abgestützte Sonnenwelle (14) sowie einen am Planetenradsatz (8, 10) befestigten Ringzylinder (17) aufweist und dass das dritte Lager (20) zwischen dem Ringzylinder (17) und der Sonnenwelle (14) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dritte Lager als Nadellager (20) ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die Sonnenwelle (14) ein Lagersitz (14a) eingearbeitet ist.
Anordnung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringzylinder (17) einen zylindrischen Lagersitz (17a) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass in den Lagersitz (17a) ein Außenring (18a) für das Nadellager (18) eingepresst ist.