WO2007065592A1 - Lageranordnung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a bearing arrangement for the radial and axial mounting of a bevel pinion of a vehicle axle drive relative to a housing, the bearing arrangement having two radial roller bearings arranged on the bevel pinion at an axial distance from one another and two axial roller bearings arranged on the bevel pinion at an axial distance from one another.
- Tapered roller bearings or angular contact ball bearings in an O arrangement are conventionally used for mounting the bevel pinion shafts in axle drives of vehicles, in particular in rear axle drives.
- An example of this is JP
- Another bearing of a bevel pinion shaft is known from JP 2003-166627 A.
- Two ball bearings and a cylindrical roller bearing are used to support the shaft.
- the bearings are arranged side by side, partially spaced apart by spacer sleeves.
- bearing arrangements can also be used which, in accordance with the type mentioned at the outset, have two radial bearings spaced apart and two axial bearings spaced apart.
- Examples of the latter design are for the most diverse applications from DE 68 201 C, from WO 02/48560 Al, from DE 1 239 542 C, from DE-AS 16 25 610, from DE 14 16 695 U, from US 675 618, from US 2 208 724, from DE 37 32 730 C2, from JP 2003 166626 A, from JP 2003 166627 A and from DE 18 36 077 U.
- the known bearing arrangements have more or less high friction losses, depending on the design, so that the efficiency of the bearing is not always optimal; in some cases there is considerable heating of the bearing arrangement during operation. Depending on the design, there is also a certain amount of wear that is undesirable. Depending on the parameters mentioned, there are sometimes negative influences on the oil aging and the service life of the bearing arrangement.
- the invention is therefore based on the object of further developing a bearing arrangement of the type mentioned at the outset in such a way that the disadvantages mentioned are reduced as far as possible, ie. H.
- the power loss should be minimal and the efficiency correspondingly high, so that the bearing heats up as little as possible during operation.
- the tendency of the bearing arrangement to wear should be as low as possible.
- the aim is that the manufacture and assembly of the bearing arrangement is possible in a particularly efficient and thus economical manner.
- the bearing arrangement has a bearing outer ring which is inserted or can be inserted into a bore of the housing and which is formed as a one-piece component and supports the raceways for the two radial roller bearings and for the two axial roller bearings.
- the bearing arrangement has, the one arranged away from the toothing of the bevel pinion roller bearing is designed as a single-row bearing and the other adjacent the toothing of the bevel pinion roller bearing is designed as a double-row bearing which has two rows of rolling elements lying on different radii.
- the two radial roller bearings are preferably designed as cylindrical roller bearings and the two axial roller bearings as ball bearings.
- the bearing outer ring may have a cylindrical raceway in its axial end regions for the start-up of the cylindrical rollers of the cylindrical roller bearings, a radially extending ring section being arranged between the two raceways, the raceways for the start-up of rolling bodies, in particular, being arranged in the end faces thereof facing away from one another the balls, the two thrust bearings are introduced.
- one axial roller bearing located away from the toothing of the bevel pinion is only designed as a single-row bearing, while the other axial roller bearing adjacent to the toothing of the bevel pinion is designed as a double-row bearing is, d. H. it has two rows of rolling elements lying on different radii. It can therefore also be provided that the single-row axial rolling bearing has balls with a diameter that is smaller than the diameter of the balls of the double-row axial rolling bearing. Due to the asymmetrical distribution of force, it can also be provided that the two radial roller bearings are of different sizes. It also makes sense here for the rolling elements, in particular the cylindrical rollers, of the two radial rolling bearings to be arranged at different diameters.
- At least one bearing inner ring is designed as a ring with an L-shaped contour in radial section.
- This configuration results in a particularly compact and rigid construction of the bearing arrangement.
- the two radial roller bearings and the two axial roller bearings are preferably designed as a captive, preassembled unit, so that the handling and the final assembly of the bearing arrangement is possible in a very economical manner.
- the captive lock can be produced by two snap rings inserted into grooves in the bearing outer ring, which at the same time represent an axial stop or run-up for the cylindrical rollers.
- the spacer sleeve is preferably designed as a hollow cylindrical body, which in particular allows elastic compression in the axial direction.
- the radial thickness of the spacer sleeve is preferably between 1 mm and 2 mm.
- the rolling elements can be made of ceramic (silicon nitride) instead of rolling bearing steel, in particular for high-performance applications. In particular, very high speeds can be driven better.
- ceramic silicon nitride
- an integrated seal of the bearing arrangement can be provided, in particular on the pinion flange side.
- both the outer ring and the inner ring can be lengthened accordingly to accommodate a radial shaft sealing ring.
- the radial shaft sealing ring can be inserted into the bore of the outer ring after the actual assembly of the bearing unit.
- An extended, twist-free ground part of the inner ring can serve as a running surface for the sealing lip of the radial shaft sealing ring.
- the proposed bearing arrangement is part of a vehicle axle transmission, in particular a vehicle rear axle transmission. It supports the shaft of a bevel pinion.
- the proposed bearing arrangement is characterized by a very low power loss and thus by a high degree of efficiency. The self-heating of the bearing arrangement is therefore relatively low.
- FIG. 1 shows the radial section through a bearing arrangement for a bevel pinion shaft
- FIG. 2 shows the radial section through the bearing outer ring in an alternative embodiment
- Figure 3a in a perspective view of a part of the bearing inner ring in a
- FIG. 3b in an illustration analogous to FIG. 3a shows an alternative embodiment of the bearing inner ring
- FIG. 4 shows a perspective view of part of the other bearing inner ring in an embodiment according to FIG. 1.
- FIG. 1 shows a bearing arrangement 1 which supports a shaft part 2 in the form of a bevel pinion shaft with bevel pinion 34 relative to a housing 3 radially and axially.
- the bearing arrangement 1 is located in a bore 8 in the housing 3. It has two radial roller bearings 4 and 5 designed as cylindrical roller bearings and two as Axial roller bearings 6 and 7 are designed as ball bearings. Both the cylindrical roller bearings 4, 5 and the axial ball bearings 6, 7 are each arranged at an axial distance from one another.
- the bearing outer ring 9 is formed in one piece and has all the raceways 10, 11, 12 and 13 for the two cylindrical roller bearings and for the two axial ball bearings.
- the two cylindrical raceways 10 and 11 for the two cylindrical roller bearings are located in the two axial end regions of the bearing outer ring 9.
- a ring section 16 extends radially inwards.
- the ball raceways 12 and 13 are incorporated on the two end faces of the ring section 16, each of which has a surface normal that points in the axial direction.
- the two bearing inner rings 19 and 20 are shaped in such a way that an L-shaped contour results in the radial section - as can be seen in FIG. 1, in FIGS. 3a, 3b and 4.
- Each of the two inner bearing rings 19, 20 has a cylindrical raceway 30 and 31 (see FIGS. 3a, 3b and 4) for the start of the cylindrical rollers 14, 15 and a raceway 28, 29 for the start of the balls 17, 18 Axial ball bearings 6, 7.
- the bearing inner rings 19, 20 also have respective cylindrical inner surfaces 27 and 32 (see FIGS. 3a, 3b, 4) with which the bearing arrangement 1 can be arranged on the cylindrical seat of the shaft part 2.
- the two bearing inner rings 19, 20 are kept at an axial distance by a spacer sleeve 23.
- the spacer sleeve 23 is designed as a hollow cylindrical body with a small wall thickness, so that it has a relatively low rigidity. This makes it possible, after the mounting of the bearing arrangement on the shaft part 2, to screw a nut (not shown in FIG. 1) onto a threaded section 33 and to secure it until there is a desired preload in the bearing arrangement.
- 2 shows a bearing outer ring 9 with a somewhat different design than in FIG. 1, two relatively short cylindrical outer surfaces 24 being provided here, which are seated in corresponding bore sections 8 in the housing 3. Grooves 25 and 26 can also be seen here in the axial end region of the cylindrical roller raceways 10 and 11.
- the bevel pinion shaft 2 of a transfer case shown in FIG. 1 has a shoulderless shaft, on the right end of which the bevel pinion 34 is seated. Due to the high radial force acting between the bevel pinion 34 and the ring gear, the cylindrical roller bearing 5 adjacent to the bevel pinion 34 is stronger than the cylindrical roller bearing 4 arranged at the flange-side end of the bevel pinion shaft 2 one end face of the ring section 16 of the bearing outer ring 9 is introduced into the gear housing 3. Conversely, at Thrust operation (driving forward) or pulling operation (driving backwards) the axial force acting in the opposite direction is absorbed by the smaller single-row axial ball bearing 6 and passed over the other end face of the ring section 16 into the gear housing 3.
- the two snap rings 21 and 22 serve for the axial guidance of the cylindrical rollers 14, 15 and for the captive closing of the bearing unit.
- the assembly is carried out as follows:
- the two-row axial ball bearing set which is self-retaining by means of a corresponding cage, is inserted into the raceways 13 of the ring section 16. Then the bearing inner ring 20, which is L-shaped in radial section, is added. Then the pinion head-side cylindrical roller set 15, which is self-retaining by means of a corresponding cage, is added. By inserting the snap ring 22, the two-row ball bearing set 18 and the cylindrical roller set 15 are axially secured.
- the spacer sleeve 23 can also be dispensed with entirely, which is particularly advantageous for economic reasons.
- a desired pretension can be achieved with sufficient accuracy by choosing an appropriate specified pinion nut tightening torque.
- the pinion shaft is therefore first inserted into the bore of the bearing inner ring 20 and then guided through the bore of the same with axial support on the side surface of the bearing inner ring 19. In this case, assembly is completed by carefully tightening the pinion nut.
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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. Um insbesondere für ein Kegelritzel eine verbesserte Lagerung zu schaffen, sieht die Erfindung vor, dass die Lageranordnung einen in eine Bohrung (8) des Gehäuses (3) eingesetzten Lageraußenring (9) aufweist, der als einstückiges Bauteil ausgebildet die Laufbahnen (10, 11, 12, 13) für die beiden Radialwälzlager (4, 5) und für die beiden Axialwälzlager (6, 7) aufweist.
Description
B e s c h r e i b u n g
Lageranordnung
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zur radialen und axialen Lagerung eines Kegelritzels eines Fahrzeugachsgetriebes relativ zu einem Gehäuse, wobei die Lageranordnung zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Kegelritzel angeordnete Radialwälzlager und zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Kegelritzel angeordnete Axialwälzlager aufweist.
Zur Lagerung der Kegelritzelwellen in Achsgetrieben von Fahrzeugen, insbesondere in Hinterachsgetrieben, werden klassischer Weise Kegelrollenlager oder Schrägkugellager in O-Anordnung eingesetzt. Exemplarisch wird hierzu auf die JP
06323329 A hingewiesen. Diese Lagerungen werden mit Vorspannung montiert und bieten eine günstige radiale und axiale Festlegung der Ritzelwelle.
Eine andere Lagerung einer Kegelritzelwelle ist aus der JP 2003-166627 A bekannt. Zur Lagerung der Welle werden hier zwei Kugellager sowie ein Zylinderrollenlager verwendet. Die Lager sind nebeneinander, teilweise durch Abstandshülsen voneinander beabstandet, angeordnet.
Grundsätzlich können auch Lageranordnungen eingesetzt werden, die gemäß der eingangs genannten Gattung zwei voneinander beabstandete Radial lager und zwei voneinander beabstandete Axiallager aufweisen.
Beispiele für die letztgenannte Bauform sind für die verschiedensten Anwendungen aus der DE 68 201 C, aus der WO 02/48560 Al, aus der DE 1 239 542 C, aus der DE-AS 16 25 610, aus der DE 14 16 695 U, aus der US 675 618, aus der US 2 208 724, aus der DE 37 32 730 C2, aus der JP 2003 166626 A, aus der JP 2003 166627 A und aus der DE 18 36 077 U bekannt.
Die vorbekannten Lageranordnungen weisen je nach Bauform mehr oder weniger hohe Reibungsverluste auf, so dass der Wirkungsgrad der Lagerung nicht immer optimal ist; teilweise kommt es zu nicht unbeträchtlichen Erwärmungen der Lageranordnung im Betrieb. Weiterhin ergibt sich je nach Bauart ein gewisser Verschleiß, der unerwünscht ist. In Abhängigkeit von den genannten Parametern ergeben sich teilweise negative Einflüsse auf die Ölalterung und die Gebrauchsdauer der Lageranordnung.
Es besteht der Wunsch, die genannten Nachteile durch Fortbildung der bekannten Lageranordnungen zu vermindern.
Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zu Grunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass die genannten Nachteile soweit wie möglich vermindert werden, d. h. die Verlustleistung soll minimal und der Wirkungsgrad entsprechend hoch sein, so dass eine möglichst geringe Eigenerwärmung des Lagers im Betrieb stattfindet. Weiterhin soll die Verschleißneigung der Lageranordnung möglichst gering sein. Schließlich wird noch angestrebt, dass die Herstellung und die Montage der Lageranordnung in besonders effizienter und damit in wirtschaftlicher Weise möglich ist.
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung einen in eine Bohrung des Gehäuses eingesetzten oder einsetzbaren Lageraußenring aufweist, der als einstückiges Bauteil ausgebildet die Laufbahnen für die beiden Radialwälzlager und für die beiden Axialwälzlager auf-
weist, wobei das eine von der Verzahnung des Kegelritzels entfernt angeordnete Axialwälzlager als einreihiges Lager ausgebildet ist und das andere der Verzahnung des Kegelritzels benachbarte Axialwälzlager als zweireihiges Lager ausgebildet ist, das zwei auf unterschiedlichen Radien liegende Wälzkörperreihen aufweist.
Dabei sind bevorzugt die beiden Radialwälzlager als Zylinderrollenlager und die beiden Axialwälzlager als Kugellager ausgebildet. In diesem Falle kann der Lageraußenring in seinen axialen Endbereichen je eine zylindrische Laufbahn für den Anlauf der Zylinderrollen der Zylinderrollenlager aufweisen, wobei zwischen den beiden Laufbahnen ein sich radial erstreckender Ringabschnitt angeordnet ist, in dessen voneinander abgewandten Stirnseiten die Laufbahnen für den Anlauf von Wälzkörpern, insbesondere der Kugeln, der beiden Axialwälzlager eingebracht sind.
Da der Betrag der zu übertragenden Axialkräfte in der Regelanwendung in den beiden Achsrichtungen (stark) unterschiedlich ist, ist das eine von der Verzahnung des Kegelritzels entfernt angeordnete Axialwälzlager nur als einreihiges Lager ausgebildet, während das andere der Verzahnung des Kegelritzels benachbarte Axialwälzlager als zweireihiges Lager ausgebildet ist, d. h. es weist zwei auf unterschiedlichen Radien liegende Wälzkörperreihen auf. Daher kann auch vorgesehen sein, dass das einreihige Axialwälzlager Kugeln mit einem Durchmesser aufweist, der geringer ist als der Durchmesser der Kugeln des zweireihigen Axialwälzlagers. Durch die unsymmetrische Krafϊtverteilung kann auch vorgesehen werden, dass die beiden Radialwälzlager unterschiedlich groß dimensioniert sind. Hierbei bietet es sich auch an, dass die Wälzkörper, insbesondere die Zylinderrollen, der beiden Radialwälzlager auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind.
Besonders bevorzugt ist mindestens ein Lagerinnenring als Ring mit im Radialschnitt L-fόrmiger Kontur ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich ein besonders kompakter und steifer Aufbau der Lageranordnung.
Die beiden Radialwälzlager und die beiden Axialwälzlager sind bevorzugt als verliersichere, vormontierte Einheit ausgebildet, so dass die Handhabung und die abschließende Montage der Lageranordnung in sehr wirtschaftlicher Weise möglich ist. Die Verliersicherung kann durch zwei in Nuten im Lageraußenring eingesetzte Sprengringe hergestellt werden, die gleichzeitig einen axialen Anschlag bzw. Anlauf für die Zylinderrollen darstellen.
Eine einstellbare Vorspannung in der Lageranordnung kann leicht realisiert werden, wenn zwischen den beiden Lagerinnenringen eine Abstandshülse angeordnet ist, die die beiden Lager innenringe auf axialem Abstand hält. Die Abstandshülse ist dabei bevorzugt als hohlzylindrischer Körper ausgebildet, der insbesondere eine elastische Kompression in axiale Richtung zulässt. Hierzu liegt die die radiale Dicke der Abstandshülse vorzugsweise zwischen 1 mm und 2 mm.
Die Wälzkörper können insbesondere für Hochleistungsanwendungen anstelle aus Wälzlagerstahl aus Keramik (Siliziumnitrid) hergestellt sein. Damit können insbesondere sehr hohe Drehzahlen besser gefahren werden. Die Verwendung von Keramik als Material für die Wälzkörper führt aufgrund der geringeren Fliehkräfte zu entsprechend niedrigeren Hertz'schen Pressungen im Wälzkontakt des Außenrings.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann eine integrierte Abdichtung der Lageranordnung, insbesondere auf der Ritzelflanschseite vorgesehen werden. Hierzu kann zur Aufnahme eines Radialwellendichtrings sowohl der Außenring als auch der Innenring entsprechend verlängert werden. Der Radialwellendichtring kann nach der eigentlichen Montage der Lagereinheit in die Bohrung des Außenrings eingefügt werden. Ein verlängerter, drallfrei geschliffener Teil des Innenrings kann als Lauffläche für die Dichtlippe des Radialwellendichtrings dienen.
Die vorgeschlagene Lageranordnung ist erfindungsgemäß Bestandteil eines Fahrzeugachsgetriebes, insbesondere eines Fahrzeughinterachsgetriebes. Sie lagert die Welle eines Kegelritzels.
Die vorgeschlagene Lageranordnung zeichnet sich durch eine sehr geringe Verlustleistung und damit durch einen hohen Wirkungsgrad aus. Die Eigenerwärmung der Lageranordnung ist daher relativ gering.
Es ist ein relativ verschleißarmer Betrieb möglich, d. h. die Lagergebrauchsdauer ist relativ hoch.
Positiv zu erwähnen ist auch die relativ langsame Alterung des Schmiermittels, insbesondere des Öls.
In der Zeichnung sind Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Figur 1 den Radialschnitt durch eine Lageranordnung für eine Kegelritzelwelle,
Figur 2 den Radialschnitt durch den Lageraußenring in einer alternativen Ausführung,
Figur 3 a in perspektivischer Ansicht einen Teil des einen Lagerinnenrings in einer
Ausfuhrungsform gemäß Fig. 1,
Figur 3b in zu Figur 3a analoger Darstellung eine alternative Ausbildung des Lagerinnenrings und
Figur 4 in perspektivischer Ansicht einen Teil des anderen Lagerinnenrings in einer Ausfuhrungsform gemäß Fig. 1.
In Figur 1 ist eine Lageranordnung 1 dargestellt, die ein Wellenteil 2 in Form einer Kegelritzelwelle mit Kegelritzel 34 relativ zu einem Gehäuse 3 radial und axial lagert. Die Lageranordnung 1 befindet sich in einer Bohrung 8 im Gehäuse 3. Sie 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 9 ist einstückig ausgeformt und weist sämtliche Laufbahnen 10, 11, 12 und 13 für die beiden Zylinderrollenlager und für die beiden Axialkugellager auf. Die beiden zylindrischen Laufbahnen 10 und 11 für die beiden Zylinderrollenlager befinden sich in den beiden axialen Endbereichen des Lageraußenrings 9. Im mittigen Bereich erstreckt sich radial ein Ringabschnitt 16 nach innen. Dabei sind die Kugel-Laufbahnen 12 bzw. 13 an den beiden Stirnseiten des Ringabschnitts 16 eingearbeitet, die jeweils eine Oberflächennormale aufweisen, die in axiale Richtung weist.
Die beiden Lagerinnenringe 19 und 20 sind so ausgeformt, dass sich im Radialschnitt - wie in Fig. 1, in Fig. 3a, 3b und Fig. 4 zu sehen - eine L-förmige Kontur ergibt. Jeder der beiden Lagerinnenringe 19, 20 weist dabei eine zylindrisch ausgebildete Laufbahn 30 bzw. 31 (s. Figuren 3a, 3b und 4) für den Anlauf der Zylinderrollen 14, 15 sowie eine Laufbahn 28, 29 für den Anlauf der Kugeln 17, 18 der Axialkugellager 6, 7 auf. Die Lagerinnenringe 19, 20 weisen auch jeweilige zylindrische Innenflächen 27 bzw. 32 (s. Figuren 3a, 3b, 4) auf, mit denen die Lageranordnung 1 auf dem zylindrischen Sitz des Wellenteils 2 angeordnet werden kann.
Die beiden Lagerinnenringe 19, 20 werden durch eine Abstandshülse 23 auf axialem Abstand gehalten. Die Abstandshülse 23 ist dabei als hohlzylindrischer Körper mit geringer Wanddicke ausgebildet, so dass sie eine relativ geringe Steifigkeit aufweist. Dadurch wird es möglich, nach der Montage der Lageranordnung auf dem Wellenteil 2 eine in Fig. 1 nicht dargestellte Mutter auf einen Gewindeabschnitt 33 aufzuschrauben und zu sichern, bis eine gewünschte Vorspannung in der Lageranordnung vorliegt.
In Fig. 2 ist ein Lageraußenring 9 in etwas anderer Ausbildung als in Fig. 1 zu sehen, wobei hier zwei relativ kurze zylindrische Außenflächen 24 vorgesehen sind, die in entsprechenden Bohrungsabschnitten 8 im Gehäuse 3 sitzen. Zu erkennen sind hier auch Nuten 25 und 26 im axialen Endbereich der Zylinderrollen- Laufbahnen 10 und 11. Wie sich aus der Zusammenschau mit Fig. 1 ergibt, werden nach der Vormontage der Lageranordnung 1 Sprengringe 21 bzw. 22 in die Nuten 25 bzw. 26 eingesetzt, so dass die axiale Beweglichkeit der Zylinderrollen 14, 15 begrenzt ist. Damit wird eine Einheit gebildet, die verliersicher alle Lager 4, 5, 6, 7 aufweist und besonders leicht montiert werden kann.
Im Falle eines Achsgetriebes, insbesondere bei Ritzellagereinheiten für Fahrzeughinterachsgetriebe bzw. für Verteilergetriebe, wirken zwischen dem nicht dargestellten Tellerrad und dem Kegelritzel 34 Kräfte, die also von den beiden Zylinderrollenlagern 4, 5 und den beiden Axialkugellagern 6, 7 aufgenommen werden, die zusammen eine selbsthaltende Ritzellagereinheit bilden. Bei der Anordnung und Dimensionierung der vier Lagerreihen bzw. Lagerstellen sind die unterschiedlich hohen Beträge und Richtungen der Verzahnungskräfte zwischen Kegelritzel 34 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 in Fig. 1 dargestellte Kegelritzelwelle 2 eines Verteilergetriebes weist einen schulterlosen Schaft auf, an dessen rechtem Ende das Kegelritzel 34 sitzt. Das dem Kegelritzel 34 benachbarte Zylinderrollenlager 5 ist wegen der zwischen Kegelritzel 34 und Tellerrad wirkenden hohen Radialkraft stärker ausgebildet als das am flanschseitigen Ende der Kegelritzelwelle 2 angeordnete Zylinderrollenlager 4. Im Zugbetrieb wird die in der Verzahnung wirkende Axialkraft von dem zweireihigen Axialkugellager 7 aufgenommen und über die eine Stirnseite des Ringabschnitts 16 des Lageraußenrings 9 in das Getriebegehäuse 3 eingeleitet. Umgekehrt wird bei
Schubbetrieb (Vorwärts fahrt) bzw. Zugbetrieb (Rückwärtsfahrt) die in entgegengesetzter Richtung wirkende Axialkraft von dem kleineren einreihigen Axialkugellager 6 aufgenommen und über die andere Stirnseite des Ringabschnitts 16 in das Getriebegehäuse 3 geleitet.
Im Falle eines Verteilergetriebes für Allradantrieb wechseln die tragfähigeren Lagerreihen des Zylinderrollenlagers und des Axialkugellagers ihre Positionen mit denen der tragzahlschwächeren Lager.
Die beiden Sprengringe 21 und 22 dienen zur axialen Führung der Zylinderrollen 14, 15 und zum verliersicheren Schließen der Lagereinheit.
Bei der Montage wird wie folgt vorgegangen:
Zunächst erfolgt ein Einlegen des mittels eines entsprechenden Käfigs selbsthaltenden, zweireihigen Axialkugellagersatzes in die Laufbahnen 13 des Ringabschnitts 16. Dann wird der im Radialschnitt L-förmige Lagerinnenring 20 hinzugefügt. Sodann wird der ritzelkopfseitige, mittels eines entsprechenden Käfigs selbsthaltende Zylinderrollensatz 15 hinzugefügt. Durch Einsetzen des Sprengrings 22 wird der zweireihige Kugellagersatz 18 und der Zylinderrollensatz 15 axial gesichert.
Dann wird die verformbaren Zwischenhülse 23 aufgeschoben. Die Montage des in Fig. 1 linken Teils der Lageranordnung 1 mit den Lagern 4 und 6 erfolgt sodann in entsprechender bzw. analoger Weise wie die Montage der Lager 5 und 7. Nach dem Einsetzen des Sprengrings 21 ist eine verliersichere Lageranordnung entstanden, die leicht fertigmontiert, d. h. in die Gehäusebohrung 3 eingesetzt werden kann.
Bei dieser Endmontage der Kegelritzelwelle 2 mit der selbsthaltenden Lagereinheit werden die beiden Innenringe 19 und 20 zusammen mit der dazwischen liegenden verformbaren Abstandshülse 23 gemeinsam auf die Ritzelwelle 2 geschoben. Der Kraftfluss erfolgt zunächst nur über die beiden Innenringe 19 und 20 und die Zwi-
schenhülse 23. Erst beim Überschreiten eines spezifischen Anzugmoments der auf den Gewindeabschnitt 33 aufzuschraubenden Mutter wird durch die Charakteristik der verformbaren Abstandshülse 23 eine entsprechende Vorspannung in den Axialkugellagern 6, 7 aufgebaut.
Es kann auch gänzlich auf die Abstandshülse 23 verzichtet werden, was sich insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen anbietet. In diesem Falle kann eine gewünschte Vorspannung mit ausreichender Genauigkeit über die Wahl eines entsprechenden spezifizierten Ritzelmutter-Anzugsmoments realisiert werden. Im Falle der Montage ohne Zwischenhülse wird also zunächst die Ritzelwelle in die Bohrung des Lagerinnenringes 20 eingesetzt und anschließend unter gleichzeitiger axialer Abstützung an der Seitenfläche des Lagerinnenringes 19 durch die Bohrung dessel- bigen geführt. Die Montage wird in diesem Falle also durch ein gezieltes Anziehen der Ritzelmutter abgeschlossen.
Bezugszeichenliste
1 Lageranordnung
2 Wellenteil
3 Gehäuse
4 Radialwälzlager (Zylinderrollenlager)
5 Radialwälzlager (Zylinderrollenlager)
6 Axialwälzlager (Axialkugellager)
7 Axialwälzlager (Axialkugellager)
8 Bohrung im Gehäuse
9 Lageraußenring
10 Laufbahn des Radialwälzlagers
11 Laufbahn des Radialwälzlagers
12 Laufbahn des Axialwälzlagers
13 Laufbahn des Axialwälzlagers
14 Wälzkörper (Zylinderrollen)
15 Wälzkörper (Zylinderrollen)
16 sich radial erstreckender Ringabschnitt
17 Wälzkörper (Kugeln)
18 Wälzkörper (Kugeln)
19 Lagerinnenring
20 Lagerinnenring
21 Sprengring
22 Sprengring
23 Abstandshülse
24 zylindrische Außenfläche
Nut
Nut
zylindrische Innenfläche
Laufbahn des Axialwälzlagers
Laufbahn des Axialwälzlagers
Laufbahn des Radialwälzlagers
Laufbahn des Radialwälzlagers zylindrische Innenfläche
Gewindeabschnitt
Kegelritzel
Claims
1. Lageranordnung (1) zur radialen und axialen Lagerung eines Kegelritzels (2, 34) relativ zu einem Gehäuse (3), wobei die Lageranordnung zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Kegelritzel (2, 34) angeordnete Radialwälzlager (4, 5) und zwei im axialen Abstand zueinander auf dem Kegelritzel (2, 34) angeordnete Axialwälzlager (6, 7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung einen in eine Bohrung (8) des Gehäuses (3) eingesetzten oder einsetzbaren Lageraußenring (9) aufweist, der als einstückiges Bauteil ausgebildet die Laufbahnen (10, 11, 12, 13) für die beiden Radialwälzlager (4, 5) und für die beiden Axialwälzlager (6, 7) aufweist, wobei das eine von der Verzahnung des Kegelritzels (2, 34) entfernt angeordnete Axialwälzlager (6) als einreihiges Lager ausgebildet ist und das andere der Verzahnung des Kegelritzels (2, 34) benachbarte Axialwälzlager (7) als zweireihiges Lager ausgebildet ist, das zwei auf unterschiedlichen Radien liegende Wälzkörperreihen aufweist.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Radialwälzlager (4, 5) als Zylinderrollenlager ausgebildet sind.
3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Axialwälzlager (6, 7) als Kugellager ausgebildet sind.
4. Lageranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (9) in seinen axialen Endbereichen je eine zylindrische Laufbahn (10, 1 1) für den Anlauf der Zylinderrollen (14, 15) der Zylinderrollenlager (4, 5) aufweist, wobei zwischen den beiden Laufbahnen (10, 1 1) ein sich radial erstreckender Ringabschnitt (16) angeordnet ist, in dessen voneinander abgewandten Stirnseiten die Laufbahnen (12, 13) für den Anlauf von Wälzkörpern (17, 18), insbesondere von Kugeln, der beiden Axialwälzlager (6, 7) eingebracht sind.
5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das einreihige Axialwälzlager (6) Kugeln mit einem Durchmesser aufweist, der geringer ist als der Durchmesser der Kugeln des zweireihigen Axialwälzlagers (7).
6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Radialwälzlager (4, 5) unterschiedlich groß dimensioniert sind.
7. Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (14, 15), insbesondere die Zylinderrollen, der beiden Radialwälzlager (4, 5) auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind.
8. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lagerinnenring (19, 20) als Ring mit im Radialschnitt L- förmiger Kontur ausgebildet ist.
9. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Radialwälzlager (4, 5) und die beiden Axialwälzlager (6, 7) als verliersichere, vormontierte Einheit ausgebildet sind.
10. Lageranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verliersicherung durch zwei in Nuten im Lageraußenring (9) eingesetzte Sprengringe (21, 22) hergestellt wird.
11. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch zwei Lagerinnenringe (19, 20), wobei zwischen den beiden Lagerinnenringen (19, 20) eine Abstandshülse (23) angeordnet ist, die die beiden Lagerinnenringe (19, 20) auf axialem Abstand hält.
12. Lageranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshülse (23) als hohlzylindrischer Körper ausgebildet ist, der insbesondere eine elastische Kompression in axiale Richtung zulässt.
13. Lageranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Dicke der Abstandshülse (23) zwischen 1 mm und 2 mm liegt.
14. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (14, 15, 17, 18) aus Keramikmaterial bestehen.
15. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem axialen Endbereich der Lageranordnung eine Dichtungsanordnung zwischen Lageraußenring (9) und Lagerinnenring (19) vorgesehen ist.
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