DE1575611B1 - Lagerung eines auf einer getriebewelle eines kraftfahrzeug schaltgetriebes frei drehbaren zahnrades - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die mal erheblich verteuert wird und zum anderen der Lagerung eines auf einer Getriebewelle eines Kraft- . Plätzbedarf bedeutend größer wird. Diese Nachteile fahrzeug-Schaltgetriebes frei drehbaren Zahnrades können jedoch bei einer modernen Getriebefertigung mittels dünner zylindrischer Wälzkörper mit gering- nicht in Kauf genommen werden, fügig schräggestellten Drehachsen. 5 Es hat sich weiterhin bei Lagerungen von Los-

Bei den Kraftfahrzeug-Schaltgetrieben moderner rädern mit Radial-Nadellagern herausgestellt, daß der Bauart wird die Vorgelegewelle in jedem eingeschal- geringe Reibungswert dieser Nadellagerkäfige insofern teten Gang über Zahnräder von der Getriebeeingangs- einen Nachteil darstellen kann, als bei unbelastet, mit welle angetrieben. Die Zahnräder der Vorgelegewelle hohen Drehzahlen umlaufenden Zahnrädern infolge kämmen dabei dauernd mit den Zahnrädern der io des unvermeidlichen Spiels zwischen den Zahnflanken Getriebehauptwelle oder je nach Ausführung auch heulende Geräusche auftreten können. Diese Gemit den Zahnrädern der Getriebeeingangswelle, so rausche können, wie die Praxis gezeigt hat, sofort daß diese unabhängig von der Drehzahl der beiden unterdrückt werden, wenn das Losrad abgebremst Wellen umlaufen, und zwar laufen die jeweils nicht wird. Man hat deshalb bereits vorgeschlagen (deutsche mit der Getriebehauptwelle bzw. -eingangswelle ge- 15 Auslegeschrift 1 208 124), mindestens einige Fenster -kuppelten Zahnräder mit einer ihrem Übersetzungs- oder Taschen des Käfigs geringfügig schräg zur Verhältnis entsprechenden Relativgeschwindigkeit zur Lagerachse anzustellen, d. h. zu schränken, damit der Getriebehauptwelle bzw. -eingangswelle um. Da die Käfig abgebremst, also die Reibung erhöht, und so auf den Getriebewellen angeordneten Zahnräder die oben beschriebenen Geräusche vermieden werden, unverschieblitih, aber frei drehbar gelagert sind, wer- 20 Da jedoch eine schräg zur Lagerachse angestellte den sie auch als Losräder bezeichnet. Nadel einen Axialschub hervorruft, der den Käfig

Es ist bekannt, die Zahnräder unmittelbar auf der entlang der Welle wandern läßt, ist es erforderlich, Getriebehauptwelle zu lagern. Da es sich hierbei um die Taschen abwechselnd nach beiden Seiten schräg eine Stahl-auf-Stahl-Gleitpaarung handelt, sind die zu stellen, und zwar so, daß die durch die einzelnen Reibungsverluste sehr groß, was sich in einer erhöhten 25 Nadeln hervorgerufenen Axialschübe sich gegenseitig Temperatur äußert. Aus diesen Gründen versucht aufheben. Diese Forderung ist jedoch selbst bei den man die Losräder auf Wälzlagern zu lagern. Wegen heutigen Fertigungsmethoden nicht sehr einfach zu des Raummangels — die Getriebe sollen so klein wie erfüllen. Außerdem können mit dieser bekannten Anmöglich gehalten werden — wurden deshalb bereits Ordnung nur die inneren Axialkräfte aufgenommen Nadellager, die in radialer Richtung verhältnismäßig 3° werden. Zur Aufnahme der äußeren, d. h. der durch niedrig bauen, paarweise zur Lagerung der Losräder die Verzahnung hervorgerufenen Axialkräfte sind bei vorgesehen. Da die vorgeschlagenen Radial-Nadel- dieser Lagerung besondere Axiallager erforderlich, lager jedoch nur Radialkräfte aufnehmen können, Damit wird die Zahl der Einzelteile der Lagerung ermüssen zur Aufnahme des durch die Schrägverzah- höht, der Platzbedarf vergrößert und die Lagerung nung der Zahnräder entstehenden Axialschubes be- 35 erheblich verteuert.

sondere Vorkehrungen getroffen werden. So ist es Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung,

bekannt, die Seitenflächen des Losrades an Wellen- eine Lagerung zur Geräuschunterdrückung zu schafbunden od. dgl. anlaufen zu lassen, d. h. den Axial- fen, die bei kleinstem radialem Bauraum ohne zusätzschub durch eine Gleitlagerung aufzunehmen. Nun liehe Mittel äußere Axialkräfte in beiden Richtungen bringt eine solche Maßnahme einmal eine höhere Rei- 40 aufnimmt.

bung mit sich, zum anderen muß das Losrad sehr Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen,

genau zwischen den axialen Anlaufflächen eingepaßt jedes Losrad auf zwei Wälzlagern mit dünnen zylinwerden. Dieses Einpassen bereitet insofern noch drischen Wälzkörpem zu lagern, deren Drehachsen Schwierigkeiten, als sich im Betrieb das Losrad er- zur Aufnahme von Axialkräften einen Doppelkegel wärmt, wobei es eine Längenausdehnung auch in 45 mit kleinen Winkeln zu der Drehachse der Lagerung axialer Richtung erfährt. Diese Längenausdehnung beschreiben.

muß also beim Einpassen des Losrades berücksichtigt Durch die dünnen Wälzkörper, deren Drehachsen

werden, so daß es bei angestrengtem Betrieb nicht zur Achse des Lagers unter einem kleinen Winkel zum Fressen des Losrades kommt. Das axiale Spiel geneigt sind, wird die Bauhöhe des Lagers gering gedarf andererseits aber wegen der Synchronanordnun- 5° halten, sie ist nicht größer als die der üblicherweise gen nicht zu groß gehalten werden. Bei Getrieben mit verwendeten Nadellager. Durch die Neigung der mehreren Losrädern, wie sie bei den modernen Wälzkörper und die kegeligen Laufbahnen können PKW-, erst recht jedoch bei den LKW-Getrieben die die Lager auch Axialkräfte aufnehmen. Da ohnehin Regel sind, bereitet dieses Einpassen ganz besonders jeweils zwei Lager für ein Losrad vorgesehen werden Schwierigkeiten. Hinzu kommt hier noch, daß die 55 müssen, werden die Lager so eingebaut, daß die Dreh-Getriebehauptwelle zur Schaffung der axialen An- achsen der Wälzkörper der beiden Lager einen laufflächen mehrfach abgesetzt werden muß und daß Doppelkegel beschreiben — d, h. also, daß die Lager auf den Absätzen Anlaufringe u. dgl. vorgesehen in sogenannter X- oder O-Anordnung eingebaut werwerden müssen. Außerdem ist es erforderlich, die den —, wodurch Axialkräfte in beiden Richtungen Stirnseiten der Losräder genau planparallel zu 60 aufgenommen werden. Die Anordnung besonderer schleifen. Axiallager kann somit entfallen. Weiterhin wird durch

Um diese genannten Nachteile zu mindern, ist es die Anordnung der zylindrischen Wälzkörper auf den bereits bekanntgeworden, den Axialschub wenigstens kegeligen Laufbahnen infolge der unterschiedlichen eines der Losräder durch beiderseits des Losrades Relativgeschwindigkeiten an beiden Enden der Rolle angeordnete Axial-Zylinderrollenlager oder Axial- 65 die Reibung geringfügig erhöht, wodurch das Losrad Nadellager aufzunehmen. Diese Ausführung hat je- im unbelasteten Zustand abgebremst und damit die doch wieder den Nachteil, daß sie wegen der für jedes oben geschilderte Geräuschbildung unterbunden wird. Losrad notwendigen zusätzlichen zwei Axiallager ein- Die erfindungsgemäße Lagerung ist also nicht brei-

ter als die mit den üblichen Nadellagern, irgendwelche besonderen Vorkehrungen für die Aufnahme der Axialkräfte sind jedoch nicht erforderlich, es entfallen also zusätzliche Axiallager oder axiale Anlaufflächen. Weiterhin ist ein genaues Einpassen der Losräder ebenso wie ein vielmaliges Absetzen der Getriebewellen nicht mehr erforderlich. Die axiale Fixierung der Losräder erfolgt zweckmäßigerweise einmal durch einen in die Bohrung des Zahnrades eingesetzten, zwischen beiden Außenringen des Lagers angeordneten Sprengring, zum anderen über die nebeneinander auf der Getriebehauptwelle aufgesetzten Innenringe.

Nähere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Von dem Kraftfahrzeug-Schaltgetriebe ist der Einfachheit halber lediglich die obere Hälfte der Getriebeeingangs- und Getriebehauptwelle mit den darauf frei drehbaren Zahnrädern, und zwar im Leerlauf, geschnitten gezeichnet.

In dem Getriebegehäuse 1 sind die Getriebeeingangswelle 2, die Getriebehauptwelle 3 und die Vorgelegewelle 4 mittels Wälzlager gelagert. Die Getriebeeingangswelle 2 trägt ein Zahnrad 5 und die Getriebehauptwelle die Zahnräder 6, 7, 8, 9 und 10, die jeweils frei drehbar auf den jeweiligen Wellen sitzen. Durch die zwischen den einzelnen Zahnrädern angeordneten Synchronanordnungen 11, die jeweils aus einer Nabe 12 mit einer Schiebehülse 13 und den Synchronkegelringen 14 und 15 bestehen, werden beim Schalten der Gänge die entsprechenden Zahnräder und die Getriebewellen formschlüssig miteinander verbunden. Die übrigen nicht gekuppelten Zahnräder, die mit den entsprechenden Zahnrädern der Vorgelegewelle dauernd kämmen, laufen nun unabhängig von der Drehzahl der Getriebehauptwelle bzw. -eingangswelle mit einer ihrem Übersetzungsverhältnis entsprechenden Relativgeschwindigkeit zu den beiden Wellen um. Zur Vermeidung der Gleitreibung zwischen den Zahnrädern und den Getriebewellen ist jedes Zahnrad über zwei Wälzlager 16 und 17 gelagert. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zur Lagerung der Losräder Wälzlager verwendet, bei denen dünne, zylindrische Wälzkörper 18, ζ. Β. Nadeln, auf flachkegeligen Laufbahnen 19 bzw. 20 der beiden Lagerringe 21 und 22 angeordnet sind. Die Drehachsen der Nadeln 18 sind also nicht parallel zur Lagerachse, sondern unter einem kleinen Winkel geneigt. Dieses Lager wird somit im Gegensatz zu den üblichen Radialnadellagern, bei denen die Drehachsen der Nadeln parallel zur Lagerachse liegen, in die Lage versetzt, neben Radialkräfte auch Axialkräfte aufzunehmen oder, mit anderen Worten, das zu lagernde Teil auch axial zu führen. Da ein Lager nur die Axialkräfte aus einer Richtung aufnehmen kann, werden — da ohnehin meist zwei Nadellager für ein Losrad vorgesehen werden müssen — zweckmäßig zwei Lager mit zur Lagerachse geneigten Nadeln so eingebaut, daß die Neigung der Wälzkörper in beiden Lagern entgegengesetzt gerichtet ist, so daß eine in der Wälzlagertechnik als O- oder X-Anordnung bekannte Anordnung entsteht.

Im vorliegenden Beispiel sind die Lager eines Losrades so angeordnet, daß eine O-Anordnung vorliegt. Die Außenringe 21 der beiden Lager sind durch einen in die Bohrung 23 des Zahnrades eingesetzten Sprengring 24 axial fixiert, während die Innenringe 22 der Lager zweier oder mehrerer Losräder sich gegeneinander an einem Wellenbund 25 od. dgl. und einem Sprengring 26 abstützen. Die erfindungsgemäße Anordnung hat also auch den Vorteil, daß die Welle nicht im Bereich jedes Losrades mit einem unterschiedlichen Durchmesser ausgeführt, d. h. also nicht mehrmals abgesetzt werden muß.

Der Sprengring 24 ist ebenso wie die Nut 27 in der Bohrung 23 zweckmäßig mit geneigten Seitenflächen 28 ausgeführt, so daß der Sprengring 24 unabhängig von Toleranzen der Nutbreite axial in der Nut festsitzt und somit das Zahnrad genau axial fixiert.

Zur Ausführung der Wälzlager selbst ist noch zu sagen, daß die Lagerringe 21 und 22 zweckmäßig ohne feste Borde ausgeführt, also die kegeligen Laufbahnen 19 und 20 glatt durchgehend ausgebildet sind, was das Schleifen dieser Laufbahnen wesentlich erleichtert. Lediglich am Außenring 21 am weiten Ende der Laufbahn ist eine Nut 29 eingestochen, in die ein geschlossener oder geschlitzter Bordring 30 eingesetzt ist, an dem die Wälzkörper 18 mit ihren Stirnflächen zum Anlauf kommen.

Schließlich ist noch zu erwähnen, daß es ohne weiteres möglich ist, an Stelle eines langen Wälzkörpers zwei oder mehr kürzere Wälzkörper hintereinander anzuordnen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lagerung eines auf einer Getriebewelle eines Kraftfahrzeug-Schaltgetriebes frei drehbaren Zahnrades mittels dünner zylindrischer Wälzkörper mit geringfügig schräggestellten Drehachsen, gekennzeichnetdurch zwei Wälzlager mit dünnen zylindrischen Wälzkörpern, deren Drehachsen zur Aufnahme von Axialkräften einen Doppelkegel mit kleinen Winkeln zu der Drehachse der Lagerung beschreiben.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Außenringe der eine Lagerung bildenden Wälzlager durch einen in eine Nut in der Bohrung des Losrades eingesetzten Sprengring axial fixiert sind.

3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kegeligen Laufbahnen der Wälzlager ohne feste seitliche Borde ausgeführt sind.

4. Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahnen der Außenringe der Wälzlager am weiten Ende mit je einer Nut versehen sind, in die jeweils ein geschlossener oder offener Bordring eingesetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen QOPY