DE102007004716A1

DE102007004716A1 - Lageranordnung

Info

Publication number: DE102007004716A1
Application number: DE102007004716A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Dipl.-Ing. Biermann (FH); Markus Mantau
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (20), die erste als Kugeln (28) ausgebildete Wälzkörper und zweite Wälzkörper aufweist. Die Lageranordnung (20) weist zum Abrollen der Kugeln (28) Axiallaufrillen (36) auf, so dass über die Kugeln (28) Axialkräfte zu übertragen sind.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, die erste als Kugeln ausgebildete Wälzkörper und zweite Wälzkörper aufweist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Wälzlager, das erste als Kugeln ausgebildete Wälzkörper und zweite Wälzkörper aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Lagerflansch, der zur Aufnahme mindestens eines Wälzlagers ausgebildet ist, das erste als Kugeln ausgebildete Wälzkörper und zweite Wälzkörper aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Lageranordnungen, die Wälzlager und/oder Lagerflansche umfassen, sind bspw. dazu geeignet, innerhalb eines Getriebes oder einer Getriebeanordnung zwischen einer Achse bzw. einer Welle und üblicherweise einem Rad oder weiteren Welle eine Drehbewegung zu ermöglichen. Bei derartigen Getrieben kann es sich unter anderem um Planetengetriebe oder Stirnradgetriebe handeln.
Eine Getriebeanordnung ist aus der Druckschrift EP 628 754 A1 bekannt. Hierbei ist eine Antriebswelle über ein erstes Lager relativ zu einem Gehäuse die ser Getriebeanordnung drehbar. In diesem Fall weist die Antriebswelle im Inneren ein zweites Lager auf, über das eine Abtriebswelle relativ zu der Antriebswelle drehbar gelagert ist. Außerdem ist diese Abtriebswelle über ein drittes Lager relativ zu einer Hauptwelle der Getriebeanordnung drehbar.
Die Druckschrift DE-OS 2 304 389 beschreibt ein kombiniertes Schub- und Achswälzlager bzw. Axial- und Radiallager. Dieses kombinierte Schub- und Axialwälzlager umfasst eine ringförmige Anordnung aus einander abwechselnden Rollen und Kugeln, wobei die Rollen einen geringfügig größeren Durchmesser als die Kugeln aufweisen, wohingegen ihre Axiallänge geringfügig kleiner als ein Durchmesser der Kugeln ist. Da die Kugeln hier radial und die Rollen axial freigestellt sind, laufen die Kugeln an ebenen Laufflächen dieses kombinierten Schub- und Achswälzlagers an, so dass nur eine geringe axiale Tragfähigkeit gegeben ist.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von dem voranstehend genannten Stand der Technik besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Wälzlager bereitzustellen, das eine verbesserte axiale Tragfähigkeit aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1, der eine Lageranordnung betrifft, den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 13, der ein Wälzlager betrifft, sowie den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 19, der einen Lagerflansch betrifft, gelöst.
Die erfindungsgemäße Lageranordnung umfasst erste als Kugeln ausgebildete Wälzkörper und zweite Wälzkörper sowie Axiallaufrillen. Dabei ist vorgesehen, dass die Axiallaufrillen zum Abrollen der Kugeln geeignet sind, so dass die Kugeln zum Übertragen von Axialkräften ausgebildet sind.
Weiterhin weist die Lageranordnung Radiallaufflächen auf, über die die zweiten Wälzkörper abrollen können, so dass über die entlang der Radiallaufflächen geführten zweiten Wälzkörper Radialkräften übertragen werden können.
Bei Betrieb einer derartigen Lageranordnung in einem Getriebe ist vorgesehen, das die ersten Wälzkörper, die als Kugeln ausgebildet sind, nur mit den Axiallaufrillen zusammenwirken. Die zweiten Wälzkörper, die bspw. als Rollen oder Walzen ausgebildet sein können, wirken bei Betrieb des Getriebes nur mit den Radiallaufflächen zusammen. Somit umfasst die vorliegende Lageranordnung in Ausgestaltung zwei voneinander unabhängig funktionierende Teilwälzlager. Dabei weist das erste Teilwälzlager die Kugeln zur alleinigen Übertragung der Axialkräfte und das zweite Teilwälzlager die zweiten Wälzkörper, die nur zur Übertragung der Radialkräfte ausgebildet sind, auf.
Bei dieser Lageranordnung können die Axialkräfte allein durch die ersten Wälzkörper übertragen werden. Da diese ersten Wälzkörper bzw. Kugeln über die Axiallaufrillen abrollen können und somit zwischen diesen Axiallaufrillen geführt sind, ist eine besonders effektive Übertragung der Axialkräfte möglich. Über die Axiallaufrillen wird mit den Kugeln und somit dem ersten Teilwälzlager typischerweise ein Zweipunktkugellager realisiert.
Die zweiten Wälzkörper sind üblicherweise als Rollen oder Walzen ausgebildet. Somit wird mit der Lageranordnung unter anderem ein kombiniertes Axial-Radiallager bereitgestellt, bei dem Axialkräfte und Schubkräfte bzw. Radialkräfte von den zwei unterschiedlich ausgebildeten Wälzkörpern und den dadurch bereitgestellten Teilwälzlagern unabhängig voneinander übertragen werden können, so dass die Axialkräfte und Radialkräfte voneinander entkoppelt sind.
In Ausgestaltung dieser Lageranordnung können die Kugeln regelmäßig zwischen zwei Axiallaufrillen, die beidseitig der Kugeln angeordnet sind, und den dadurch bereitgestellten Axiallaufbahnen abrollen. Somit ist es möglich, dass die Kugeln, die zwischen zwei Axiallaufrillen angeordnet sind, axial gerichtete Kräfte zwischen einer ersten Axiallaufrille zu einer zweiten Axiallaufrille über tragen. Innerhalb der Lagerordnung sind die Axiallaufrillen zueinander koaxial angeordnet und weisen dieselben Radien auf.
Ein beschriebenes Zweipunktkugellager weist als Laufbahnen zwei kreisbogenförmige Axialrillen auf, deren Krümmungsmittelpunkte so gegeneinander versetzt sind, dass die Kugeln die Axialrillen bei axialer Belastung berühren. Die Kugeln, die zur Aufnahme von axialen Kräften dienen, sind dabei zumindest bereichsweise in den Axiallaufrillen angeordnet, während die zweiten Wälzkörper oder Rollen, die zur Aufnahme der radialen Kräften dienen, auf den Radiallaufflächen abrollen. Bei der Lageranordnung wird demnach die radiale Tragkraft in erster Linie von den Rollen und die axiale Tragkraft in erster Linie den Kugeln übernommen. Durch diese Trennung von radialer und axialer Lastaufnahme ist es möglich, durch unterschiedliche Stellung und Anzahl von Rollen und Kugeln ein kombiniertes Rollen-Kugellager als Bestandteil der Lageranordnung an einen jeweiligen Belastungsfall konkret anzupassen.
Jeweils eine Axiallaufrille ist in einer axialen Komponente der Lageranordnung angeordnet. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, handelt es sich bei derartigen axialen Komponenten um eine Hülse eines Wälzlagers, eine Axiallaufbahnscheibe oder um eine Flanschscheibe eines Lagerflansches. Innerhalb der axialen Komponente der Lageranordnung ist mindestens eine der Axiallaufrilien in einem Profil der axialen Komponente kreisbogenförmig ausgebildet oder in dieser Komponente kreisbogenförmig eingeformt. Ein Kreisbogen innerhalb der axialen Komponente weist weitgehend denselben Radius wie jeweils eine der Kugeln auf, so dass die Kugeln in darin bereitgestellten Axiallaufrillen passförmig abrollen können.
Zur Bereitstellung mindestens einer Axiallaufrille ist es bspw. möglich, diese in einer Axiallaufbahnscheibe anzuordnen. Dabei kann mindestens eine hierfür vorgesehene Axiallaufbahnscheibe in einer Hülse eines Wälzlagers oder in einer Flanschscheibe eines Lagerflansches der Lageranordnung angeordnet sein. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist die mindestens eine Axiallaufrille über die mindestens eine Axiallaufbahnscheibe mittelbar in einer Hülse eines Wälzlagers oder einer Flanschscheibe eines Lagerflansches angeordnet. In einer möglichen Variante kann eine Axiallaufbahnscheibe aus zwei ringförmigen Teilaxiallaufbahnscheiben zusammengesetzt sein.
Es ist jedoch auch möglich, mindestens eine Axiallaufrille unmittelbar in einer Hülse eines Wälzlagers oder in einer Flanschscheibe eines Lagerflansches anzuordnen. In derartigen Fällen sind die jeweilige Hülse des Wälzlagers oder die jeweilige Flanschscheibe des Lagerflansches als axiale Komponente der Lageranordnung ausgebildet.
Insgesamt sind zur Bereitstellung der üblicherweise zwei Axiallaufrillen innerhalb der Lageranordnung unterschiedliche Kombinationen der voranstehend genannten Möglichkeiten denkbar. Innerhalb eines Wälzlagers kann demnach mindestens eine der Axiallaufrillen in einer Axiallaufbahnscheibe angeordnet sein, die wiederum in einer Hülse des Wälzlagers angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend kann mindestens eine der Axiallaufrillen unmittelbar in einer Hülse des Wälzlagers angeordnet sein.
Falls innerhalb einer Ausgestaltung der Lageranordnung vorgesehen sein sollte, dass ein Wälzlager mit einem Lagerflansch kombiniert ist, kann eine erste Axiallaufrille direkt in der Flanschscheibe des Lagerflansches oder indirekt über die Axiallaufbahnscheibe in der Flanschscheibe angeordnet sein. Eine zweite Axiallaufrille kann direkt in einer Hülse des Wälzlagers oder mittelbar über die Axiallaufscheibe in der Hülse des Wälzlagers angeordnet sein.
Die zweiten Wälzkörper sind typischerweise zwischen zwei Radiallaufbahnen angeordnet, wobei die Wälzkörper dazu ausgebildet sind, die Radialkräfte von einer ersten Radiallaufbahn zu einer zweiten Radiallaufbahn zu übertragen. Die beiden Radiallaufbahnen sind in der Regel koaxial zueinander angeordnet.
Bezüglich einer Ausgestaltung mindestens einer Radiallaufbahn sind unterschiedliche Varianten denkbar. So kann die mindestens eine Radiallaufbahn entlang einer Hülse eines Wälzlagers geführt sein. Weiterhin kann die mindes tens eine Radiallaufbahn entlang eines Flanschrings eines Lagerflansches angeordnet oder geführt sein.
Die zweiten Wälzkörper sind üblicherweise als Rollen ausgebildet. Es ist jedoch theoretisch auch denkbar, die Rollen durch Kugeln zu ersetzen, so dass die zweiten Wälzkörper als Kugeln ausgebildet sind.
In einer weiteren Ausführungsform der Lageranordnung ist vorgesehen, dass die ersten Wälzkörper und die zweiten Wälzkörper unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Dies kann unter anderem bedeuten, dass ein Durchmesser der Kugeln und somit der ersten Wälzkörper größer ist als eine Abmessung oder Höhe der zweiten Wälzkörper in axialer Richtung. Ein Durchmesser bzw. eine Abmessung der zweiten Wälzkörper ist in radialer Richtung üblicherweise größer als ein Durchmesser der als Kugeln ausgebildeten ersten Wälzkörper. Die Durchmesser sind in der Regel derart zu wählen, dass die Kugeln die Axialkräfte und unabhängig davon die zweiten Wälzkörper die Radialkräfte übertragen können.
Innerhalb der Lageranordnung kann in einer Umlaufrichtung der Lageranordnung, bspw. in einer Umlaufrichtung des aus den Teilwälzlagern zu bildenden Wälzlagers, symmetrisch mindestens ein erster Wälzkörper mindestens einem zweiten Wälzkörper folgen. Eine derartige symmetrische Anordnung der beiden Wälzkörper ist somit entlang der Axiallaufrillen vorgesehen. Außerdem kann vorgesehen sein, dass die beiden Wälzkörper in einem Käfig der Lageranordnung geführt sind.
Das erfindungsgemäße Wälzlager weist erste als Kugeln ausgebildete Wälzkörper und zweite Wälzkörper auf. Außerdem weist dieses Wälzlager mindestens eine Axiallaufrille auf, dabei ist vorgesehen, dass die Kugeln über die mindestens eine Axiallaufrille des Wälzlagers abrollen und zur Übertragung von Axialkräften ausgebildet sind.
Die zweiten Wälzkörper des Wälzlagers können über mindestens eine Radiallaufbahn des Wälzlagers abrollen und sind zur Übertragung von Radialkräften ausgebildet.
Für den Fall, dass die zweiten Wälzkörper als Rollen bzw. Walzen ausgebildet sind, wird in einer Ausbildungsform ein als Rollen-Kugellager bzw. Schub-Achswälzlager ausgebildetes Wälzlager bereitgestellt.
Das Wälzlager weist hierbei mindestens eine Hülse auf. Dabei kann in der mindestens einen Hülse eine Axiallaufrille angeordnet sein. Weiterhin kann in der mindestens einen Hülse eine Axiallaufbahnscheibe angeordnet sein, wobei eine Axiallaufrille in dieser Axiallaufbahnscheibe angeordnet ist, demnach ist die Axiallaufrille mittelbar über die Axiallaufbahnscheibe in der mindestens einen Hülse angeordnet.
Auch bei dem Wälzlager ist es möglich, dass die zweiten Wälzkörper in Radiallaufbahnen geführt sind, wobei in diesem Fall die zweiten Wälzkörper zwischen zwei koaxial angeordneten Radiallaufbahnen rollen können. Üblicherweise ist mindestens eine Radiallaufbahn entlang einer Hülse des Wälzlagers geführt.
Der erfindungsgemäße Lagerflansch ist zur Aufnahme mindestens eines Wälzlagers ausgebildet, das erste als Kugeln ausgebildete Wälzkörper und zweite Wälzkörper aufweist. Dabei ist vorgesehen, das der Lagerflansch zum Abrollen der Kugeln mindestens eine Axiallaufrille aufweist, so dass die Kugeln zur Übertragung von Axialkräften ausgebildet sind.
Die zweiten Wälzkörper können über Radiallaufbahnen abrollen und sind zur Übertragung von Radialkräften ausgebildet.
Bei einer Ausgestaltung des Lagerflansches kann dieser mindestens eine Flanschscheibe aufweisen, wobei eine Oberfläche einer derartigen Flanschscheibe typischerweise axial zu einer Laufrichtung der Wälzkörper orientiert ist. Dabei kann in der mindestens einen Flanschscheibe eine Axiallaufrille unmit telbar eingeformt und somit angeordnet sein. Des weiteren kann in der mindestens einen Flanschscheibe auch eine Axiallaufbahnscheibe angeordnet sein, wobei in dieser Axiallaufbahnscheibe eine Axiallaufrille angeordnet ist.
Weiterhin ist es möglich, dass der Lagerflansch einen Flanschring aufweist, wobei ein innerer oder äußerer Ring dieses Flanschrings als Radiallaufbahn zum Führen der zweiten Wälzkörper des mindestens einen Wälzlagers ausgebildet ist.
In einer Variante kann der Lagerflansch zum Führen von zwei Wälzlagern ausgebildet sein, wobei diese beiden Wälzlager üblicherweise koaxial zueinander angeordnet sind. Bei einem derartigen Lagerflansch umfasst der Flanschring einen inneren Ring und einen äußeren Ring. Eine Flanschscheibe dieses Lagerflansches umfasst weiterhin einen inneren Abschnitt bzw. eine innere Flanschscheibe und einen äußeren Abschnitt bzw. eine äußere Flanschscheibe. Ein derartig ausgebildeter Lagerflansch ist dazu geeignet, ein erstes, inneres Wälzlager zu führen, wobei der innere Ring des Flanschrings als Laufbahn oder Radiallaufbahn des inneren Wälzlagers ausgebildet ist. Der äußere Ring des Flanschrings ist als Laufbahn oder Radiallaufbahn des zweiten äußeren Wälzlagers ausgebildet.
In dem inneren Abschnitt der Flanschscheibe kann eine Axiallaufrille des inneren Wälzlagers unmittelbar oder mittelbar über eine Axiallaufscheibe angeordnet sein. Entsprechend kann in dem äußeren Abschnitt des Flanschrings unmittelbar oder mittelbar über eine Axiallaufscheibe eine Axiallaufrille des äußeren Wälzlagers angeordnet sein. Mindestens eines dieser beiden Walzlager weist wie bspw. das erfindungsgemäße Wälzlager die ersten und zweiten Wälzkörper auf. Bei einem zweiten Wälzlager kann es sich auch um ein herkömmliches Lager handeln, das nur eine Art von rotationssymmetrischen Wälzkörpern wie bspw. Kugeln, Rollen oder Kegel aufweist.
Bei einem Lagerflansch, der zur Aufnahme von zwei Wälzlagern bzw. Lagern ausgebildet ist, ist es möglich, über das innere Wälzlager eine Abstützung ei ner Welle, bspw. einer Hauptwelle, und somit eine Hauptlagerung eines Getriebes zu realisieren. Das äußere Lager dient dabei bspw. als Lagerlaufbahn eines Los- oder Zwischenrads eines Rückwärtsgangs des Getriebes. Somit kann die Funktion einer Lagerung des Los- oder Zwischenrads in den Lagerflansch integriert werden. Durch eine derartige Ausgestaltung des Lagerflansches kann unter anderem erreicht werden, dass innerhalb des Getriebes nur ein geringer axialer Bauraum nötig ist. Die beiden Wälzlager können zueinander zentrisch eingebaut werden bzw. angeordnet sein. Ein derartiger als Lagerflansch ausgebildeter Gehäusebereich ist üblicherweise aus Gründen der Stabilität aus einem harten Metall, bspw. Stahl, gebildet. Falls jedoch in möglichen Ausführungsformen zwei erfindungsgemäße Wälzlager eingesetzt werden sollen, ist es wegen der Trennung von Axialkräften und Radialkräften auch möglich, einen Lagerflansch aus Aluminium auszubilden.
In möglichen Ausgestaltungen kann die voranstehend beschriebene erfindungsgemäße Lageranordnung mindestens ein erfindungsgemäßes Wälzlager und/oder mindestens einen erfindungsgemäßen Lagerflansch umfassen. Falls die Lageranordnung zwei oder mehrere Lagerflansche umfasst, wird diese regelmäßig als eine sogenannte Lagerbrille bezeichnet. Einzelne Merkmale und Ausgestaltungen der voranstehend beschriebenen Lageranordnung können in Ausführungsformen auch als Merkmale eines erfindungsgemäßen Wälzlagers oder eines Lagerflansches vorgesehen sein.
Mit der Erfindung wird u. a. ein Wälzlager bzw. kombiniertes Rollen-Kugellager bereitgestellt, das optimal an gegebene Lastverhältnisse sowohl in axialer als auch in radialer Richtung einstellbar ist und das darüber hinaus einfach handhabbar ist. In jeweils einer Axiallaufrille ist regelmäßig ein Berührungspunkt für die Kugeln vorgesehen, so dass eine Zweipunktlagerung realisiert ist.
In einer weiteren Variante kann das Kugellager als Komponente des Wälzlagers als ein Vierpunktkugellager ausgebildet sein, so dass die Axiallaufrillen je zwei Berührungspunkte aufweisen. Vierpunktkugellager weisen an einer inneren und einer äußeren axialen Komponente der Lageranordnung je zwei kreis bogenförmige Laufbahnen auf, deren Krümmungsmittelpunkte so gegeneinander versetzt sind, dass die Kugeln die Axiallaufrillen bei radialer Belastung in vier Punkten berühren. Derartige Lager sind für wechselnde, rein axiale Belastung oder überwiegende Axiallast geeignet. Dabei berühren die Kugeln die innere und äußere axiale Komponente bzw. nur an je einem Punkt, wie es bspw. in einem axial belasteten Schrägkugellager der Fall ist. Die Kugeln, die, wie vorstehend bereits ausgeführt, insbesondere zur Aufnahme von axialen Kräften dienen, sind dabei zumindest teilweise in den Axiallaufrillen angeordnet, während die Rollen, die zur Aufnahme der radialen Kräften dienen, auf verbleibenden Schulterflächen der axialen Komponente abrollen. Bei der Lageranordnung wird demnach die radiale Tragkraft in erster Linie von den Rollen und die axiale Tragkraft in erster Linie von den Kugeln übernommen. Durch diese Trennung von radialer und axialer Lastaufnahme ist es möglich, durch unterschiedliche Stellung und Anzahl von Rollen und Kugeln das kombinierte Rollen-Kugellager an den jeweiligen Belastungsfall konkret anzupassen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind. Es zeigen:
1a eine erste schematische Darstellung eines kombinierten Schub- und Achswälzlagers nach Stand der Technik.
1b eine zweite schematische Darstellung des kombinierten Schub- und Achswälzlagers aus 1a,
2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung in schematischer Darstellung.
3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung in schematischer Darstellung.
4 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung in schematischer Darstellung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die 1a und 1b zeigen eine erste und eine zweite Ansicht eines kombinierten Schub- und Achswälzlagers 2, wie es aus der Druckschrift DE-OS 2 304 389 bekannt ist. Ein derartiges kombiniertes Lager 2 umfasst eine ringförmige Anordnung aus einander abwechselnden Kugeln 4, die hier in 1a dargestellt sind, sowie Rollen 6, die hier in 1b dargestellt sind. Weiterhin umfasst dieses Lager 2 einen ringförmigen Innenlaufring 8, mit einer Radiallauffläche 10 und einer senkrecht dazu angeordneten Axiallauffläche 12. Weiterhin umfasst dieses Lager einen Außenlaufring 14, der ebenfalls L-förmig ausgebildet ist, und eine Radiallauffläche 16 sowie eine ebene Axiallauffläche 18 aufweist.
Bei diesem Lager 2 ist vorgesehen, dass die Rollen 6 einen geringfügig größeren Durchmesser als die Kugeln aufweisen, während ihre Axiallänge geringfügig kleiner als der Durchmesser der Kugeln 4 ist. Somit ergibt sich, dass die Kugeln 4 radial und die Rollen 6 axial freigestellt sind. Da die Axiallaufflächen 12, 18 eben ausgebildet sind, ist für die Kugeln 4 keine Schmiegung vorhanden, so dass insgesamt für dieses Radiallager 2 nur eine geringe axiale Tragfähigkeit gegeben ist.
2 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer Lageranordnung 20 für ein Getriebe, die hier als Wälzlager 22 ausgebildet ist. Dieses Wälzlager 22 umfasst eine innere L-förmige Hülse 24 sowie eine äußere, L-förmige Hülse 26. Des weiteren umfasst diese Ausführungsform des Wälzlagers 22 in einer Umlaufrichtung symmetrisch abwechselnd erste Wälzkörper, die hier als Kugeln 28 ausgebildet sind, sowie zweite Wälzkörper, die hier als Rollen 30 ausgebildet sind. In der vorliegenden Darstellung der 2 ist eine Rolle 30 von einer Kugel 28 größtenteils abgedeckt.
Weiterhin weist dieses Wälzlager 22 zwei Axiallaufbahnscheiben 32 auf, die in Axialschalen 34 der Hülsen 24, 26 eingepresst und somit befestigt sind. In diese Axiallaufscheiben 32 sind Axiallaufrilien 36 eingeformt und somit darin angeordnet. Innerhalb der Axiallaufrillen 36 rollen die Kugeln 28 bei Betrieb des Wälzlagers 22 passförmig ab. Radialschalen 38 der Hülsen 24, 26 dieses Wälzlagers 22 weisen Radiallaufbahnen 40 zum Abrollen der Rollen 30 auf.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung des Wälzlagers 22 und somit der Lageranordnung 20 ist vorgesehen, dass ein Durchmesser der Rollen 30 größer als ein Durchmesser der Kugeln 28 ist. Somit wird über das Wälzlager 22 zugleich ein kombiniertes Schub-Achswälzlager oder kombiniertes Axial- Radiallager bereitgestellt. Bei Betrieb des Wälzlagers 22 werden die Axialkräfte durch die Kugeln 22 übertragen, wohingegen die Radialkräfte über die Rollen 40 übertragen werden. Bei dieser Ausgestaltung des Wälzlagers 22 ist eine vollständige Entkopplung von Radialkräften und Axial- bzw. Schubkräften reali siert.
Durch die geformten Axiallaufrillen 36 weist dieses Wälzlager 22 eine höhere Schmiegung als das aus den 1a und 1b bekannte Lager 2 auf. Somit können durch dieses Wälzlager 22 deutlich höhere axiale Tragzahlen übertragen werden.
3 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform einer Lageranordnung 50 eines Getriebes, die einen Lagerflansch 52 sowie ein erstes in diesen Lagerflansch 52 integriertes Wälzlager 54 und ein zweites in diesen Lagerflansch integriertes Rollenlager 56 aufweist. Dabei ist das erste Wälzlager 54 aus in Umlaufrichtung sich symmetrisch abwechselnden Kugeln 58 als erste Wälzkörper und Rollen 60 als zweite Wälzkörper gebildet. Ein Durchmesser der Rollen 60 ist größer als ein Durchmesser der Kugeln 58. Weiterhin ist ein Durchmesser der Kugeln 58 größer als eine Höhe der Rollen 60. Bei der schematischen Darstellung aus 3 deckt eine Kugel 58 eine Rolle 60 weitgehend ab.
Der Lagerflansch 52 umfasst eine innere Flanschscheibe 62, eine äußere Flanschscheibe 64 sowie einen Flanschring 66. Dabei weist der Flanschring 66 einen inneren Ring 68 sowie einen äußeren Ring 70 auf. Eine innere L-förmige Hülse 72 des ersten Wälzlagers 54 umfasst eine Axialschale 74 und eine Radialschale 76.
Bei dieser Lageranordnung 50 ist vorgesehen, dass eine erste Axiallaufscheibe 78 an der inneren Flanschscheibe 62 des Lagerflansches 52 befestigt ist. Eine zweite Axiallaufscheibe 80 ist in die Hülse 72 des ersten Wälzlagers 54 eingepresst und somit befestigt. Beide Axiallaufscheiben 78, 80 weisen jeweils eine Axiallaufrille 82 auf, so dass die Kugeln 58 bei einem Betrieb der Lageranordnung 50 zwischen diesen beiden Axiallaufrillen 82 passförmig abrollen. Die Axiallaufrillen 82 sind demnach mittelbar in den Lagerflansch 52 sowie in die Hülse 72 des ersten Wälzlagers 54 integriert. Bei der in 3 gezeigten Ausgestaltung sind die Axiallaufrillen 82 und somit entsprechende Axiallaufbahnen direkt in den Lagerflansch 52 rolliert. Weiterhin ist die Hülse 72 als einteilige Lagerschale ausgebildet.
Zudem ist bei dieser Ausgestaltung der Lageranordnung 50 vorgesehen, dass der innere Ring 68 des Lagerflansches 66 als Radiallaufbahn für die Rollen 60 ausgebildet ist. Weiterhin weist die Radialschale 76 der Hülse 72 des Wälzlagers 54 ebenfalls eine Radiallaufbahn 84 auf. Bei Betrieb der Lageranordnung 50 rollen die Rollen 60 zwischen der Radiallaufbahn an dem inneren Ring 68 des Lagerflansches 52 sowie der Radiallaufbahn 84 der Radialschale 76 ab.
Bei der in 3 dargestellten Lageranordnung 50 ist somit das erste Wälzlager 54 in den Lagerflansch 52 integriert. Bei Betrieb werden Axialkräfte zwischen den Axiallaufscheiben 78 und 80 über die Kugeln 58 übertragen. Radialkräfte werden zwischen dem Flanschring 66 und der Radialschale 76 übertragen. Die axialen Schubkräfte werden von den Kugeln 58 und die radialen Kräfte von den Rollen 60 aufgenommen. Somit werden bei Betrieb der Lageranordnung 50 die Axialkräfte und die Radialkräfte unabhängig voneinander übertragen, demnach ist das erste Wälzlager 54 als kombiniertes Axial-Radiallager ausgebildet.
Eine Radiallaufbahn für das Rollenlager 56 ist über den äußeren Ring 70 des Lagerflansches 66 realisiert. Somit sind das Wälzlager 54 sowie das Rollenlager 56 zueinander koaxial angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung der Lageranordnung 54 ist weiterhin vorgesehen, dass das erste innere Wälzlager 54 zum Führen einer hier nicht dargestellten Welle des Getriebes ausgebildet ist. Über das Rollenlager 56 ist eine Lagerung eines hier nicht gezeigten Losrads bzw. Zwischenrads für einen Rückwärtsgang des Getriebes vorgesehen. Somit ist durch diese Lageranordnung 50 eine Funktion des Losrads in den Lagerflansch 52 integriert.
4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Lageranordnung 90 in schematischer Darstellung. Diese Lageranordnung 90 umfasst einen Lagerflansch 92, der eine innere Flanschscheibe 94, eine äußere Flanschscheibe 96 sowie ei nen Flanschring 98 mit einem inneren Ring 100 und einem äußeren Ring 102 aufweist. In diesen Lagerflansch 92 der Lageranordnung 90 sind ein Wälzlager 104 sowie ein Rollenlager 106 integriert.
Dabei weist das Wälzlager 104 eine L-förmige Hülse 108 mit einer Radialschale 110 sowie einer Axialschale 112 auf. Des weiteren weist dieses Wälzlager 104 als erste rotationssymmetrische Wälzkörper Kugeln 114 sowie Rollen 116 als zweite rotationssymmetrische Wälzkörper auf. Bei der vorliegenden Darstellung der Lageranordnung 90 ist eine Rolle 116 von einer Kugel 114 größ tenteils abgedeckt. In einer Umlaufrichtung dieses Wälzlagers 104 folgt symmetrisch abwechselnd mindestens eine Kugel 114 mindestens einer Rolle 116.
Bei der Lageranordnung 90 aus 4 ist vorgesehen, dass die Kugeln 114 bei Betrieb zwischen zwei Axiallaufrillen 118, 120 abrollen. Dabei ist eine erste Axiallaufrille 118 unmittelbar in die innere Flanschscheibe 94 des Lagerflansches 90 integriert und somit darin angeordnet. Weiterhin ist die zweite Axiallaufrille 120 unmittelbar in der Hülse 108 des ersten Wälzlagers 104 angeordnet.
Zudem weist die Radialschale 110 des Wälzlagers 104 eine erste Radiallaufbahn 122 für die Rollen 112 auf. Eine zweite Radiallaufbahn für die Rollen 116 erstreckt sich entlang des inneren Rings 100 des Flanschrings 98.
Ein Durchmesser der Kugeln 114 ist größer als eine axiale Höhe der Rollen 116, wohingegen ein Durchmesser der Rollen 116 größer als ein Durchmesser der Kugeln 114 ist. Somit ergibt sich, dass bei Betrieb der Lageranordnung Axialkräfte zwischen der Axiallaufrille 118 des Lagerflansches 92 und der Axiallaufrille 120 der Hülse 108 über die Kugeln 114 übertragen werden. Radialkräfte werden zwischen der Radiallaufbahn 122 der Hülse 108 und der Radiallaufbahn entlang des inneren Rings 100 des Flanschrings 98 des Lagerflansches 92 übertragen. Somit werden die Axialkräfte und die Radialkräfte durch zwei verschiedene Wälzkörper, nämlich den Kugeln 114 als erste Wälzkörper und den Rollen 116 als zweite Wälzkörper, voneinander getrennt übertragen.
Eine Radiallaufbahn des Rollenlagers 106 erstreckt sich entlang des äußeren Rings 102 des Flanschrings 98. Das Wälzlager 104 und das Rollenlager 106 drehen sich bei Betrieb der Lageranordnung 90 koaxial zueinander.
In vorliegender Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Wälzlager 104 zur Abstützung einer Welle bzw. einer Achse des Getriebes ausgebildet ist. Das Rollenlager 106 dient zur Lagerung eines Rads, in diesem Fall eines Losrads für einen Rückwärtsgang.
Die in den 3 und 4 gezeigten Wälzlager 74, 104 sowie die Rollenlager 56, 106 können problemlos direkt in die jeweiligen Lagerflansche 52, 92 integriert werden. Da bei den hier dargestellten Lageranordnungen 50, 90 keine Abhängigkeiten zwischen Radial- und Axialkräften vorhanden sind, sind die Flanschringe 66, 98 in herkömmlicher Weise auszubilden. Im Unterschied hierzu ist bei einem Kegelrollenlager der Flanschring stärker sowie aus härterem Material auszubilden, da hierbei eine Erhöhung der Axial- bzw. Schubkräfte direkt zu einer Erhöhung der Radialkräfte führt.

2: Lager
4: Kugel
6: Rolle
8: Innenlaufring
10: Radiallauffläche
12: Axiallauffläche
14: Außenlaufring
16: Radiallauffläche
18: Axiallauffläche
20: Lageranordnung
22: Wälzlager
24: innere Hülse
26: äußere Hülse
28: Kugel
30: Rolle
32: Axiallaufbahnscheibe
34: Axialschale
36: Axiallaufrille
38: Radialschale
40: Radiallaufbahn
50: Lageranordnung
52: Lagerflansch
54: Wälzlager
56: Rollenlager
58: Kugel
60: Rolle
62: innere Flanschscheibe
64: äußere Flanschscheibe
66: Flanschring
68: innerer Ring
70: äußerer Ring
72: Hülse
74: Axialschale
76: Radialschale
78: Axiallaufbahnscheibe
80: Axiallaufbahnscheibe
82: Axiallaufrille
84: Radiallaufbahn
90: Lageranordnung
92: Lagerflansch
94: innere Flanschscheibe
96: äußere Flanschscheibe
98: Flanschring
100: innerer Ring
102: äußerer Ring
104: Wälzlager
106: Rollenlager
108: Hülse
110: Radialschale
112: Axialschale
114: Kugel
116: Rolle
118: Axiallaufrille
120: Axiallaufrille
122: Radiallaufbahn

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 628754 A1 [0003]
- DE 2304389 [0004, 0047]

Claims

Lageranordnung, die erste als Kugeln (28, 58, 114) ausgebildete Wälzkörper und zweite Wälzkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (20, 50, 90) zum Abrollen der Kugeln Axiallaufrillen (36, 82, 118, 120) aufweist, so dass über die Kugeln (28, 58, 114) Axialkräfte zu übertragen sind.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese zum Abrollen der zweiten Wälzkörper Radiallaufbahnen (40, 84, 122) aufweist, so dass über die zweiten Wälzkörper Radialkräfte zu übertragen sind.
Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Axiallaufrille (36, 82, 118, 120) in mindestens einer Axiallaufbahnscheibe (32, 78, 80) angeordnet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Axiallaufbahnscheibe (32, 78, 80) in einer Hülse (24, 26, 72, 108) eines Wälzlagers (22, 54, 104) angeordnet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Axiallaufbahnscheibe (32, 78, 80) in einer Flanschscheibe (62, 94) eines Lagerflansches (52, 92) angeordnet ist.
Lageranordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Axiallaufrille (36, 82, 118, 120) in einer Hülse (24, 26, 72, 108) eines Wälzlagers (22, 54, 104) angeordnet ist.
Lageranordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Axiallaufrille (36, 82, 118, 120) in einer Flanschscheibe (62, 64, 94, 96) eines Lagerflansches (52, 94) angeordnet ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Radiallaufbahn (40, 84, 122) entlang einer Hülse (24, 26, 72, 108) eines Wälzlagers (22, 54, 104) angeordnet ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Radiallaufbahn (40, 84, 122) entlang eines Flanschrings (66, 98) eines Lagerflansches (52, 92) angeordnet ist.
Lageranordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Wälzkörper als Rollen (30, 60, 116) ausgebildet sind.
Lageranordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Wälzkörper und die zweiten Wälzkörper unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Lageranordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Umlaufrichtung der Wälzkörper symmetrisch abwechselnd mindestens ein erster Wälzkörper mindestens einem zweiten Wälzkörper folgt.
Wälzlager, das erste als Kugeln (28, 58, 114) ausgebildete Wälzkörper und zweite Wälzkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager zum Abrollen der Kugeln (28, 58, 114) mindestens eine Axiallaufrille (36, 82, 118, 120) aufweist, so dass über die Kugeln (28, 58, 114) Axialkräfte zu übertragen sind.
Wälzlager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Wälzlager (22, 54, 104) zum Abrollen der zweiten Wälzkörper mindestens eine Radiallaufbahn (40, 84, 122) aufweist, so dass über die zweiten Wälzkörper Radialkräfte zu übertragen sind.
Wälzlager nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Wälzlager mindestens eine Hülse (24, 26, 72, 108) aufweist.
Wälzlager nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der mindestens einen Hülse (24, 26, 72, 108) die mindestens eine Axiallaufrille (36, 82, 118, 120) angeordnet ist.
Wälzlager nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der mindestens einen Hülse (24, 26, 72, 108) eine Axiallaufbahnscheibe (32, 78, 80) angeordnet ist, wobei in dieser Axiallaufbahnscheibe (32, 78, 80) die mindestens eine Axiallaufrille (36, 82, 118, 120) angeordnet ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Radiallaufbahn (40, 84, 122) entlang einer Hülse (24, 26, 72, 108) des Wälzlagers (22, 54, 104) angeordnet ist.
Lagerflansch, der zur Aufnahme mindestens eines Wälzlagers (22, 54, 104) ausgebildet ist, das erste als Kugeln (28, 58, 114) ausgebildete Wälzkörper und zweite Wälzkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerflansch (52, 92) zum Abrollen der Kugeln (28, 58, 114) mindestens eine Axiallaufrille (36, 82, 118, 120) aufweist, so dass über die Kugeln (28, 58, 114) Axialkräfte zu übertragen sind.
Lagerflansch nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Lagerflansch (52, 92) zum Abrollen der zweiten Wälzkörper mindestens eine Radiallaufbahn (40, 84, 122) aufweist, so dass über die zweiten Wälzkörper Radialkräfte zu übertragen sind.
Lagerflansch nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Lagerflansch (52, 92) mindestens eine Flanschscheibe (62, 64, 94, 96) aufweist.
Lagerflansch nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der mindestens einen Flanschscheibe (62, 64, 94, 96) die mindestens eine Axiallaufrille (36, 82, 118, 120) angeordnet ist.
Lagerflansch nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass in der mindestens einen Flanschscheibe (62, 64, 94, 96) eine Axiallaufbahnscheibe (32, 78, 80) angeordnet ist, wobei in dieser Axiallaufbahnscheibe (32, 78, 80) die mindestens eine Axiallaufrille (36, 82, 118, 120) angeordnet ist.
Lagerflansch nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Lagerflansch (52, 92) einen Flanschring (66, 98) aufweist, der als die mindestens einen Radiallaufbahn (40, 84, 122) zum Abrollen der zweiten Wälzkörper des mindestens einen Wälzlagers (22, 54, 104) ausgebildet ist.