DE102006060678A1

DE102006060678A1 - Lagerungsanordnung einer Welle

Info

Publication number: DE102006060678A1
Application number: DE200610060678
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. Eidloth (FH); Ludwig Winkelmann
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-06-26
Also published as: WO2008077676A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung einer Welle (1) in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges, bei der die Welle (1) über zwei voneinander beabstandete Wälzlager (9, 10, 12, 13, 30, 31, 33, 34, 36, 37, 42, 43, 45, 46) in einem Gehäuse (3) aufgenommen ist. Um bei der Lagerungsanordnung eine höhere Steifigkeit sowie Tragfähigkeit und dennoch eine möglichst kompakte Bauweise zu realisieren, ist erfindungsgemäß wenigstens eines der Wälzlager (9, 10, 12, 13, 30, 31, 33, 34, 36, 37, 42, 43, 45, 46) als ein Kugelrollenlager ausgebildet, wobei die als Kugelrollen (14) ausgebildeten Wälzkörper mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen ausgebildet sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerungsanordnung einer Welle, insbesondere in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges, bei der die Welle über zwei voneinander beabstandete Wälzlager in einem Gehäuse aufgenommen ist.
Hintergrund der Erfindung
Für die Lagerung von Wellen in Fahrzeuggetrieben wird eine möglichst kompakte Bauweise angestrebt. Insbesondere in Verteilergetrieben, beispielsweise in Hinterachsgetrieben, bei denen über eine Antriebswelle, etwa eine Kardan oder Kegelritzelwelle, ein Ausgleichsgetriebe angetrieben wird, steht aufgrund von Konstruktions- und Designvorgaben sowie wegen einer zunehmenden Anzahl von innovativen zusätzlichen Komponenten und Aggregaten im modernen Kraftfahrzeugbau nur ein begrenzter Bauraum zur Lagerung dieser Wellen zur Verfügung. Bekannte Wälzlager zur Lagerung von Kegelritzelwellen in Verteilergetrieben mit vergleichsweise tragfähigen Kegelrollen erfordern für die Anordnung der Kegelrollenkränze mit Lagerringen und Lagerkäfigen, in denen die Wälzkörper abrollen sowie für deren Stützkonstruktionen einen relativ gro ßen Einbauraum.
Weiterhin sind Lagerungen für die Wellen in derartigen Getrieben bekannt, die mit Kugellagern bestückt sind. Diese bieten im Vergleich zu bekannten Kegelrollenlagern grundsätzlich die Möglichkeit einer Reduzierung des Bauraumbedarfs, sind aber nicht so tragfähig wie Kegelrollen. Ein solches Verteilergetriebe ist in der WO 2004 020 856 A1 beschrieben. Darin steht ein Kegeiritzel einer Kegelritzelwelle mit einem Tellerrad eines Ausgleichsgetriebes im Eingriff und überträgt an dieses ein Antriebsmoment des Fahrzeugantriebs. Das Ausgleichgetriebe weist in bekannter Weise im Eingriff stehende kegelige Ausgleich- und Antriebsräder auf, über die die Achswellen und Räder einer Fahrzeugantriebsachse antreibbar sowie bei Kurvenfahrt auftretende Drehzahlunterschiede in üblicher Weise ausgleichbar sind. Die Kegelritzelwelle ist über zwei beabstandete zweireihige Schrägkugellager in einem Getriebegehäuse gelagert. Die beiden Schrägkugellager sind durch Einstellen eines Gewindes einer Nabe in axialer Richtung gegenseitig unter Vorspannung gesetzt. Dadurch wird eine belastungsunabhängige Spielfreiheit und damit Funktionssicherheit gewährleistet. Die Lagerkugeln sind in Lagerkäfigen geführt und wälzen zwischen Lagerinnen- und Lageraußenringen ab. Die Lagerringe sind als spanlos hergestellte Tiefsziehstahlringe ausgebildet. Diese können vergleichsweise kostengünstig hergestellt und leicht an die jeweiligen Bauraumgegebenheiten der verschiedenen Lagerkonstruktionen angepasst werden, wodurch sich die Fertigung der Schrägkugellager vereinfacht. Zudem können sich durch die spanlos hergestellten Lageringe Bauraum- und Gewichtsvorteile aufgrund ihrer relativ geringen radialen Ausdehnung sowie ihres vergleichsweise niedrigen Gewichts ergeben. Zur Sicherung der in den Lagerringen angeordneten Kugelkränze gegen ein unerwünschtes axiales Verschieben bei der Montage können an den Lagerringen Schultern oder Schnappstufen ausgebildet sowie gegebenenfalls zusätzliche Stützringe vorgesehen sein.
Eine weitere Lagerungsanordnung einer Kegelritzelwelle mit zwei zweireihigen Schrägkugellagern ist auch noch aus der EP 1 498 621 A1 bekannt. Diese bekannte Lagerung einer Kegelritzelwelle eines Verteilergetriebes ist in der Lage, die ihr zu Grunde liegende Aufgabe in vollem Umfang zu lösen. Insbe sondere ermöglichen die spanlos geformten Lagerringe eine effektivere Bauraumausnutzung und eine vereinfachte Fertigung der Lagerungsanordnung. Darüber hinaus bietet sie jedoch eher nur geringe Möglichkeiten, den Bauraum der Wellenlagerung des Verteilergetriebes weiter zu verringern ohne dessen Leistungsfähigkeit einzuschränken. Insbesondere findet der Fachmann darin auch keine Hinweise, wie die Leistungsfähigkeit der Lagerung ohne erhöhten Bauraumbedarf vergrößert werden kann, oder wie eine effektivere Bauraumausnutung zu einer höheren Tragfähigkeit des Lagers führen kann.
Andererseits hat sich inzwischen herausgestellt, dass die Kugellager in derartigen Verteilergetrieben aufgrund der immer stärkeren Motorisierung bis an ihre Leistungsgrenze belastet werden, welches oft nur durch Bauraumvergrößerungen bei Neukonstruktionen abgefangen werden kann, um die Lager tragfähiger zu gestalten. Wünschenswert wären hingegen eine höhere Leistungsfähigkeit und darin eingeschlossen im Hinblick auf eine Gewichtreduzierung auch ein verbessertes Leistungsgewicht, um den zukünftigen Anforderungen bezüglich Bauraum und Tragfähigkeit an die Lagerung von Wellen, insbesondere in Verteilergetrieben in modernen Kraftfahrzeugen gerecht zu werden.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leistungsfähigere Lagerungsanordnung für eine Welle in einem Getriebe, insbesondere in einem Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeuges, zu schaffen, die eine höhere Steifigkeit und Tragfähigkeit sowie dennoch eine möglichst kompakte Bauweise aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Belastung von Lagerku geln in Wälzlagern sich im Wesentlichen auf ein mittleres umlaufendes Band der Kugeloberfläche konzentriert. Bei Kugelrollen sind die weniger tragenden Außenbereiche abgeschnitten und die Wälzkörper sind auf diese Effektivfläche reduziert. Bei Kugelrollenlagern wird aufgrund ihrer vergleichsweise schmalen axialen Baulänge somit zumindest in axialer Richtung ein Bauraum frei, der zur Erhöhung der Tragfähigkeit und/oder zur Reduzierung der Baugröße von Wälzlagern für Antriebs- bzw. Getriebewellen nutzbar ist.
Die Erfindung geht daher aus von einer Lagerungsanordnung einer Welle, insbesondere in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges, bei der die Welle über zwei voneinander beabstandete Wälzlager in einem Gehäuse aufgenommen ist. Zudem ist vorgesehen, dass wenigstens eines der Wälzlager als ein Kugelrollenlager ausgebildet ist, wobei die als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen ausgebildet sind.
Dieser Aufbau ermöglicht vorteilhaft eine höhere Lagersteifigkeit und Lagertragfähigkeit gegenüber Kugellagern im gleichen Bauraum. Insbesondere können durch die Schmalbauweise der Kugelrollen bei gleicher axialer Baulänge Kugelrollen mit größerem Durchmesser eingesetzt werden. Ein gegebenenfalls ohnehin vorhandener Bauraum in radialer Richtung kann somit besser ausgenutzt werden. Mit einer entsprechenden Anpassung der Wälzkörperlaufbahnen und deren Bordgestaltung, also deren Führung, wird ein besonders hoher Lager-Füllgrad bei einer gleichzeitig relativ einfachen Montage ermöglicht.
Besonders vorteilhaft wirkt sich die höhere Steifigkeit und Tragfähigkeit bei einem Hinterachsgetriebe aus, bei dem die erfindungsgemäß gelagerte Welle eine Kegelritzelwelle ist, die mit einem Kegelritzel über ein Tellerrad ein in einem Getriebegehäuse eines Hinterachsgetriebes gelagertes Ausgleichgetriebe antreibt, wobei die Wälzlager zur Lagerung der Kegelritzelwelle als einseitig wirkende, einander entgegenrichtete und verspannte Schräglager ausgebildet sind. Ein derart gelagertes Verteilergetriebe ist besonders gut zur Aufnahme hoher Antriebsmomente bei gleich bleibendem Einbauraum geeignet.
Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Lagerungsanordnung in analoger Weise auch für andere Verteilergetriebe, beispielsweise ein Vorderachsgetrie be anwendbar. Grundsätzlich sind die Kugelrollenlager auch zur Lagerung der Getriebewellen in Schaltgetrieben oder Automatikgetrieben geeignet.
Die erfindungsgemäße Lagerungsanordnung kann, entsprechend den jeweiligen Anforderungen, vorteilhaft durch geeignete Kombinationen von einem Kugelrollenlager mit einem weiteren Kugelrollenlager oder mit anderen Wälzlagern gebildet werden. Geeignete Kugelrollen können mit modernen Fertigungsmethoden mit geringen Fertigungstoleranzen entsprechend den Wünschen des Anwenders hergestellt werden. Daraus lassen sich Kugelrollenlager ausbilden, die in Verteilergetrieben besonders vorteilhaft eingesetzt werden können.
Als besonders günstig hat sich eine Anordnung erwiesen, bei der das ritzelnahe Wälzlager als ein zweireihiges Kugelrollenlager ausgebildet und als Stützlager wirksam ist. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kugelrollen eine gemeinsame Drehachse aufweisen und zur Vermeidung von Relativgeschwindigkeiten in ihren Durchmessern so aufeinander abgestimmt sind, dass sich die verlängerten Hüllkonturlinien der Kugelrollen in einem Punkt mit der Längsmittelachse des Lagers schneiden. Neben der Reduzierung der Reibung zwischen den Kugelrollen wird es dadurch möglich, die Kugelrollen beider Reihen in einem gemeinsamen Lagerkäfig anzuordnen. Das ritzelferne Vorspannlager zur Verspannung des Stützlagers kann ebenfalls als ein Kugelrollenlager oder als ein anderes Lager, beispielsweise als ein einreihiges oder zweireihiges Kegelrollenlager oder Schrägrollenlager ausgebildet sein. In Kombination mit einem Kegelrollenlager oder Schrägrollenlager lässt sich eine besonders hohe Steifigkeit der Lagerung erreichen. Als Vorspannlager ist jedoch auch ein herkömmliches einreihiges oder zweireihiges Schrägkugellager möglich.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Wälzkörper einer oder mehrerer Wälzlager auf Lagerringen abwälzen, die aus einem in einem spanlosen Formgebungsprozess herstellbaren tiefziehfähigen Wälzlagerstahl gebildet sind. Besonders geeignete Wälzlagerstähle sind beispielsweise unter den Bezeichnungen „100Cr6mod" und „C80M" bekannt und verfügbar.
Die Vorteile von spanlos hergestellten Lagerringen aus einem tiefziehfähigen Wälzlagerstahl sind bereits in der eingangs erwähnten WO 2004 020 856 A1 der Anmelderin beschrieben. Diese Vorteile lassen sich in Verbindung mit der erfindungsgemäß mit Kugelrollenlagern ausgebildeten Ritzelwellenlagerung noch weiter erhöhen. Insbesondere durch den relativ geringen radialen Bauraumbedarf dieser Lagerringe können mit geringem Aufwand Kugelrollen mit größeren Durchmessern eingesetzt werden, wobei, wie bereits oben erläutert, die axiale Baulänge des Lagers unverändert bleiben kann, welches die Tragfähigkeit und Steifigkeit des Lagers weiter erhöht.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Wälzlager mittels einer an dem ritzelfernen Ende der Kegelritzelwelle ausgebildeten Bördelung, die eine stufenförmige Ausnehmung einer Nabe hintergreift, vorspannbar und als Baueinheit über Befestigungsmittel mit dem Getriebegehäuse verbindbar sind. Beispielsweise kann die Voreinstellung durch Umbördeln des Endes der Ritzelwelle in einem kostengünstigen Taumelnietverfahren und die Befestigung der Baueinheit am Getriebegehäuse mittels Fixierschrauben erfolgen. Grundsätzlich kann anstelle der Bördelung auch ein anderer geeigneter übergreifender Rand ausgebildet oder am Ende der Ritzelwelle befestigt werden. Anstelle von Fixierschrauben sind auch andere Verbindungsmittel möglich. Dadurch wird eine einbaufertige Lagereinheit mit einer voreingesteliten Verspannung von Stützlager und Vorspannlager geschaffen, wodurch sich die bisher üblicherweise notwendigen aufwendigen Einstellarbeiten bei der Montage und Komplettierung des Getriebes wesentlich vereinfachen, welches sich kostengünstig und zeitsparend auswirkt.
Um einen besonders reibungsarmen Betrieb der rotierenden Ritzelwelle zu ermöglichen ist es vorteilhaft, insbesondere die Kugelrollen in Lagerkäfigen und an seitlich angeordneten Bordführungen, d. h. Flankenführungen, zu führen.
In die Tragfähigkeit der Lagerungsanordnung geht bei einem zweireihigen Stützlager der Stützabstand der beiden Wälzkörperreihen ein. Um diesen Stützabstand und damit die Tragfähigkeit des Lagers weiter zu erhöhen kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass bei dem als zweireihiges Kugelrollenlager ausgebildeten Stützlager die Kugelrollenlaufbahnen der Kugelrollenreihen unterschiedliche Druckwinkel gegenüber einer Senkrechten zur Ritzelwellenachse aufweisen.
Eine hohe Tragfähigkeit und gleichzeitig besonders bauraumsparende Bauform kann durch eine so genannte „back-to-back" – Führung erreicht werden, bei der die Kugelrollenlaufbahnen der beiden Kugelrollenreihen des zweireihigen Stützlagers zwar gleiche Druckwinkel aufweisen, aber die Innenseiten der Kugelrollen der beiden Kugelrollenreihen radial versetzt aneinander liegen und mittels einer Bordführung axial geführt sind.
Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der die Kugelrollenlaufbahnen der Kugelrollenreihen im zweireihigen Stützlager gleiche Druckwinkel gegenüber einer Senkrechten zur Ritzelwellenachse aufweisen und die Innenseiten der Kugelrollen der beiden Kugelrollenreihen koaxial aneinander liegen. Dadurch wird ein besonders großer Druckwinkel ermöglicht, welches sich besonders günstig für die Steifigkeit der Lagerung auswirkt.
Eine besonders steife Ritzellagerung kann dadurch erreicht werden, dass in die Ritzelwelle die Laufbahnen für die Kugelrollenreihen des Stützlagers einstückig eingeformt oder eingearbeitet sind. Zudem kann dadurch der innere Lagerring für das Stützlager entfallen, wodurch Fertigung- sowie Bauteilkosten eingespart werden und eine besonders vorteilhafte Bauraumausnutzung sowie eine besonders hohe Tragfähigkeit bei vergleichbarem Bauraum ermöglicht werden. Dabei können die Laufbahnen für eine „back-to-back" – Führung angeformt werden. Grundsätzlich sind jedoch auch in die Ritzelwelle integrierte Laufbahnen für eine Anordnung mit unterschiedlichen Druckwinkeln realisierbar.
Zur Vereinfachung der Montage können außerdem Mittel, die ein axiales Verschieben der auf Lagerringen angeordneten Wälzkörper verhindern, vorgesehen sein. Dazu sind beispielsweise an den spanlos gefertigten Lagerringen einfach angeformte Schultern oder Stufen und/oder separate Stützelemente, die ein axiales Abgleiten der Wälzkörper, insbesondere der Kugelrollenkränze, zuverlässig verhindern, besonders vorteilhaft geeignet.
Für eine möglichst gute Bauraumausnutzung bei einer hohen Tragfähigkeit und Steifigkeit der Lagerung ist es bei der Konzeption der Lagerung weiterhin vorteilhaft und zweckmäßig, je nach den vorhandenen Bauraumgegebenheiten gleiche oder unterschiedliche Wälzlagerdurchmesser und/oder Wälzkörperdurchmesser für die Stützlager und Vorspannlager, insbesondere bezüglich der Kugelrollenlager, zu wählen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die erfindungsgemäß ausgebildete Lagerungsanordnung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in mehreren bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Kegelritzelwelle eines Hinterachsgetriebes mit einer ersten Ausführungsform einer Lagerungsanordnung in der oberen Figurhälfte 1a und einer zweiten Ausführungsform einer Lagerungsanordnung in der unteren Figurhälfte 1b,
2 eine dritte Lagerungsanordnung in einer vergrößerten Darstellung ähnlich wie in 1,
3 eine vierte Lagerungsanordnung in einer vergrößerten Darstellung ähnlich wie in 1,
4 eine fünfte Lagerungsanordnung in einer vergrößerten Darstellung ähnlich wie in 1, und
5 einen Längsschnitt durch eine Kegelritzelwelle mit einer sechsten Lagerungsanordnung in der oberen Figurhälfte 5a und einer siebten Lagerungsanordnung in der unteren Figurhälfte 5b.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt demnach eine als Kegelritzelwelle ausgebildete Welle 1 eines Verteilergetriebes, beispielsweise eines Hinterachsgetriebes in einem Kraftfahrzeug, mit einem Kegelritzel 2 zum Antrieb eines (nicht dargestellten) Ausgleichsgetriebes über ein mit dem Ausgleichsgetriebe verbundenes Tellerrad. Die Kegelritzelwelle 1 ist in einem Getriebegehäuse 3 über eine Lagerungsanordnung drehbar gelagert und gehalten.
Ein derartiges Verteilergetriebe ist dem Fachmann an sich bekannt. Daher beschränkt sich die folgende Beschreibung im Wesentlichen auf die erfindungsgemäße Lagerungsanordnung für die Ritzelwelle 1 in verschiedenen Ausführungsformen mit Wälzlagern, bei denen Kugelrollen 14 als Wälzkörper genutzt werden.
In der 1 ist in der oberen Figurhälfte 1a eine erste Ausführungsform einer Lagereinheit 8 und in der unteren Figurhälfte 1b eine zweite Ausführungsform einer Lagereinheit 11 dargestellt. Diese beiden Lagereinheiten 8, 11 weisen jeweils zwei zueinander entgegengerichtete und voneinander beabstandete axial verspannte Wälzlager 9, 10 beziehungsweise 12, 13 auf, wobei das jeweilige ritzelnahe Wälzlager 9 oder 12 als ein Stützlager und das ritzelferne Lager 10 oder 13 als ein Vorspannlager ausgebildet ist.
Eine Vorspannung der beiden zueinander schräg gestellten Wälzlager 9, 10, beziehungsweise 12, 13 ist über eine an dem ritzelfernen Ende der Ritzelwelle 1 ausgebildete Bördelung 4 voreingestellt, die eine radial stufenförmige zylindrische Ausnehmung 6 einer Nabe 5 hintergreift. Außerdem sind Laufbahnen der Lagereinheit 8, 11 außenseitig in einem einstückigen Bauteil 24 und innen seitig in zwei separaten Bauteilen 25, 26 ausgebildet, wobei zwischen den beiden inneren Laufbahnbauteilen 25 und 26 ein axialer Spalt 27 vorgesehen ist, über den das Stützlager 9, 12 und das Vorspannlager 10, 13 aufeinander zu bewegt werden können. Die Lagereinheit 8, 11 ist über geeignete Befestigungsmittel 7, beispielsweise Verschraubungen, an dem Getriebegehäuse 3 befestigt.
Das Stützlager 9 der in der oberen Figurhälfte 1a gezeigten Lagereinheit 8 ist als ein zweireihiges Kugelrollenlager ausgebildet, wobei die Schrägstellung der beiden Kugelrollenreihen 9a, 9b unterschiedlich groß ist, so dass sich verschieden große zugehörige Druckwinkel α, β ergeben. Das Vorspannlager 10 ist ebenfalls als ein Kugelrollenlager ausgebildet und dem Stützlager 9 schräg entgegengerichtet, so dass sich die durch den Durchmesser der Kugelrollenreihe 10 und der Kugelrollenreihe 9a bzw. 9b laufenden Achsen in radialer Richtung außerhalb der Lagereinheit 8 schneiden. Die Kugelrollen 14 werden in vorteilhaft als Kunststoff-Fensterkäfige ausgebildeten Lagerkäfigen 15, 16, 17 in Wirkverbindung mit seitlichen Bordführungen 18, 19, 20 geführt.
In der unteren Figurenhälfte 1b ist die Lagereinheit 11 dargestellt, deren Stützlager 12 ebenfalls als ein zweireihiges Kugelrollenlager ausgebildet ist. Dieses Stützlager 12 ist in einer „back-to-back" – Führung 21 angeordnet. Dabei liegen die Kugelrolleninnenseiten der beiden Kugelrollenreihen 12a, 12b abschnittsweise aneinander und werden in einem Lagerkäfig 22 sowie mit einer Bordführung 23 geführt. Das Vorspannlager 13 ist bei der Lagereinheit 11 als ein Schrägkugellager ausgebildet und ebenfalls in einem Lagerkäfig 28 geführt.
In 2, 3 und 4 sind weitere Lagereinheiten 29, 32, 35 dargestellt. Die Lagereinheit 29 in 2 weist ein zweireihiges Kugelrollen-Stützlager 30 auf, wobei die Kugelrollenreihen 30a, 30b den gleichen Druckwinkel haben. Ein einreihiges Vorspannlager 31 ist ebenfalls als Kugelrollenlager ausgebildet.
Die Lagereinheit 32 in 3 weist ein zweireihiges Kugelrollen-Stützlager 33 auf, wobei die beiden Kugelrollenreihen 33a, 33b jedoch in der genannten „back-to-back” – Führung 21 geführt sind und ein Vorspannlager 34 als ein Schrägrollenlager ausgebildet ist.
Bei der in 4 gezeigten weiteren Lagereinheit 35 sind analog zu 2 angeordnete Kugelrollenreihen 36a, 36b in einem Stützlager 36 sowie ein Kugelrollen-Vorspannlager 37 vorgesehen, wobei die Kugelrollen 14 jedoch zwischen einem äußeren einstückigen Lagerring 38 und zwei inneren Lagerringen 39, 40 wälzen, die spanlos aus tiefziehfähigem Wälzlagerstahl hergestellt sind. An den Lagerringen 38, 39, 40 sind nicht näher bezeichnete Schultern zur Absicherung gegen unerwünschte axiale Verschiebungen ausgebildet.
In 5 ist in der oberen Figurhälfte 5a eine Lagereinheit 41 und in der unteren Figurhälfte 5b eine Lagereinheit 44 dargestellt. Bei der Lagereinheit 41 ist ein Stützlager 42 aus zwei Kugelrollenreihen 42a und 42b gebildet, wobei die Kugelrollen 14 koaxial eng aneinander liegen. Ein Vorspannlager 43 ist wiederum als ein Kugelrollenlager ausgebildet, wobei jedoch der Kugelrollendurchmesser größer als bei dem Stützlager 42 ist.
Die untere Figurhälfte 5b zeigt schließlich noch die Lagereinheit 44, bei der wiederum ein zweireihiges Kugelrollen-Stützlager 45 mit zwei Kugelrollenreihen 45a und 45b sowie ein zu dem Schrägkugel-Vorspannlager 13 baugleiches Schrägkugel-Vorspannlager 46 vorgesehen sind. Bei den Lagereinheiten 41 und 44 in 5 ist zum Unterschied zu den übrigen gezeigten Lagereinheiten kein separater innerer Lagerring 39 beziehungsweise kein inneres Laufbahnbauteil 25 zur Lagerung des jeweiligen Stützlagers vorgesehen. Stattdessen sind in der Ritzelwelle 1 selbst Laufbahnen 47, 48 für die Kugelrollen 14 einstückig eingeformt oder eingearbeitet.

1: Welle
2: Kegelritzel
3: Getriebegehäuse
4: Bördelung
5: Nabe
6: Ausnehmung
7: Befestigungsmittel
8: Lagereinheit
9: Wälzlager
9a: Kugelrollenreihe
9b: Kugelrollenreihe
10: Wälzlager
11: Lagereinheit
12: Wälzlager
12a: Kugelrollenreihe
12b: Kugelrollenreihe
13: Wälzlager
14: Kugelrollen
15: Lagerkäfig
16: Lagerkäfig
17: Lagerkäfig
18: Bordführung
19: Bordführung
20: Bordführung
21: back-to-back – Führung
22: Lagerkäfig
23: Bordführung
24: Laufbahnbauteil
25: Laufbahnbauteil
26: Laufbahnbauteil
27: Spalt
28: Lagerkäfig
29: Lagereinheit
30: Wälzlager
30a: Kugelrollenreihe
30b: Kugelrollenreihe
31: Wälzlager
32: Lagereinheit
33: Wälzlager
33a: Kugelrollenreihe
33b: Kugelrollenreihe
34: Wälzlager
35: Lagereinheit
36: Wälzlager
36a: Kugelrollenreihe
36b: Kugelrollenreihe
37: Wälzlager
38: Lagerring
39: Lagerring
40: Lagerring
41: Lagereinheit
42: Wälzlager
42a: Kugelrollenreihe
42b: Kugelrollenreihe
43: Wälzlager
44: Lagereinheit
45: Wälzlager
45a: Kugelrollenreihe
45b: Kugelrollenreihe
46: Wälzlager
47: Wälzkörperlaufbahn
48: Wälzkörperlaufbahn
α: Druckwinkel
β: Druckwinkel

Claims

Lagerungsanordnung einer Welle (1) in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges, bei der die Welle (1) über zwei voneinander beabstandete Wälzlager (9, 10, 12, 13, 30, 31, 33, 34, 36, 37, 42, 43, 45, 46) in einem Gehäuse (3) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Wälzlager (9, 10, 12, 13, 30, 31, 33, 34, 36, 37, 42, 43, 45, 46) als ein Kugelrollenlager ausgebildet ist, wobei die als Kugelrollen (14) ausgebildeten Wälzkörper mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen ausgebildet sind.
Lagerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) eine Kegelritzelwelle ist, die mit einem Kegelritzel (2) über ein Tellerrad ein in einem Getriebegehäuse (3) eines Hinterachsgetriebes gelagertes Ausgleichsgetriebe antreibt, wobei die beiden Wälzlager (9, 10, 12, 13, 30, 31, 33, 34, 36, 37, 42, 43, 45, 46) zur Lagerung der Kegelritzelwelle (1) als einseitig wirkende, einander entgegenrichtete und verspannte Schräglager ausgebildet sind.
Lagerungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ritzelnahe Wälzlager (9, 12, 30, 33, 36, 42, 45) als ein Stützlager und das ritzelferne Wälzlager (10, 13, 31, 34, 37, 43, 46) als ein Vorspannlager ausgebildet ist.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der beiden Wälzlager (9, 10, 12, 13, 30, 31, 33, 34, 36, 37, 42, 43, 45, 46) als ein zweireihiges Lager ausgebildet ist.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Wälzlager (9, 10, 12, 13, 30, 31, 33, 34, 36, 37, 42, 43, 45, 46) als Kugelrollenlager ausgebildet sind.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlager als ein Kugelrollenlager (9, 12, 30, 33, 36, 42, 45) und das Vorspannlager als ein Kegelrollenlager ausgebildet ist.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlager als ein Kugelrollenlager (9, 12, 30, 33, 36, 42, 45) und das Vorspannlager als ein Rollenlager (34) ausgebildet ist.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlager als ein Kugelrollenlager (9, 12, 30, 33, 36, 42, 45) und das Vorspannlager als ein Kugellager (13, 46) ausgebildet ist.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper eines oder mehrerer Wälzlager (36, 37) auf Lagerringen (38, 39, 40) abwälzen, wobei wenigstens einer der Lagerringe (38, 39, 40) aus einem in einem spanlosen Formgebungsprozess herstellbaren tiefziehfähigen Wälzlagerstahl gebildet ist.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager (9, 10, 12, 13, 30, 31, 33, 34, 36, 37, 42, 43, 45, 46) mittels einer an dem ritzelfernen Ende der Kegelrit zelwelle (1) ausgebildeten Bördelung (4), die eine stufenförmige Ausnehmung (6) einer Nabe (5) hintergreift, vorspannbar und als Baueinheit über Befestigungsmittel (7) mit dem Getriebegehäuse (3) verbindbar sind.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die als Kugelrollen (14) ausgebildeten Wälzkörper in Lagerkäfigen (15, 16, 22) aufgenommen und durch Bordführungen (18, 19, 23) seitlich geführt sind.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlager als ein zweireihiges Kugelrollenlager (9) ausgebildet ist, wobei die Kugelrollenlaufbahnen der Kugelrollenreihen (9a, 9b) unterschiedliche Druckwinkel (α, β) gegenüber einer Senkrechten zur Ritzelwellenachse aufweisen.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlager als ein zweireihiges Kugelrollenlager (12, 33, 45) ausgebildet ist, wobei die Kugelrollenlaufbahnen der Kugelrollenreihen (12a, 12b, 33a, 33b, 45a, 45b) gleiche Druckwinkel gegenüber einer Senkrechten zur Ritzelwellenachse aufweisen und die Innenseiten der Kugelrollen (14) der beiden Kugelrollenreihen (12a, 12b, 33a, 33b, 45a, 45b) versetzt aneinander liegen sowie mittels einer Bordführung (23) seitlich geführt sind.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlager als ein zweireihiges Kugelrollenlager (42) ausgebildet ist, wobei die Kugelrollenlaufbahnen der Kugelrollenreihen (42a, 42b) gleiche Druckwinkel gegenüber einer Senkrechten zur Ritzelwellenachse aufweisen und die Innenseiten der Kugelrollen (14) der beiden Kugelrollenreihen (42a, 42b) koaxial aneinander liegen.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlager als ein einreihiges oder zwei reihiges Kugelrollenlager (42, 45) ausgebildet ist, wobei die eine oder die zwei inneren Kugelrollenlaufbahnen (47, 48) einstückig an der Ritzelwelle (1) angeformt sind.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel, die ein axiales Verschieben der auf Lagerringen und/oder Laufbahnbauteilen (24, 25, 26, 38, 39, 40) angeordneten Wälzkörper verhindern, vorgesehen sind.
Lagerungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Wälzkörperlaufbahnen und/oder der Wälzkörper der beiden Wälzlager (9, 10, 12, 13, 30, 31, 33, 34, 36, 37, 42, 43, 45, 46) wählbar gleich oder unterschiedlich sind.