DE19612589B4

DE19612589B4 - Lagerung

Info

Publication number: DE19612589B4
Application number: DE19612589A
Authority: DE
Inventors: Stefan Buch; Paul-Gerhard Dr. Hoch; Wolfgang Klopf
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2016-03-30
Also published as: GB2311568A; JPH1026133A; US5800072A; ITTO970243A1; GB2311568B; FR2746869B1; DE19612589A1; FR2746869A1; IT1296313B1; GB9706405D0

Abstract

Lagerung, insbesondere für Planetenräder eines Getriebes mit zwei geringfügig schwenkbeweglichen, radiale und axiale Kräfte aufnehmenden Schrägrollenlagern, dadurch gekennzeichnet, dass
– die Rollen als tonnenförmige Nadeln (6) mit einer gegenüber dem größten Durchmesser mindestens zweifachen Länge ausgeführt sind,
– die Laufbahn (8) der Außenringe eine kreisförmige axiale Krümmung aufweist, deren Krümmungsradius (10) größer als der in beliebigem Querschnitt betrachtete Laufbahnradius (11) ist und deren Mittelpunkt (9) in einem Bereich von der axialen Mitte (12) zwischen beiden Schrägrollenlagern (2) bis zur axialen Mitte (13) des betreffenden Schrägrollenlagers (2) angeordnet ist,
– die Laufbahnbreite der einzelnen Laufringe mindestens der Länge der Nadeln (6) entspricht und
– beide Schrägrollenlager (2) ein geringes Radialspiel aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Durch das DE 76 21 098 U ist es bereits bekannt, die Planetenräder eines Getriebes mit einem zweireihigen Pendelrollenlager zu lagern. Dieses sitzt in der axialen Mitte des Planetenrades und ist mit einstückigem Außen- und Innenring versehen. Dieses Lager kann sowohl radiale als auch axiale Last aufnehmen und gestattet auch ein geringes Schwenken des Planetenrades gegenüber der Achse bzw. dem Planetenrahmen. Die Schwenkbewegung ist, wenn auch in geringem Ausmaß, für ein Anpassen der Zahnflanken erforderlich. Axiale Lasten treten in geringerem Maße dann auf, wenn Schiefstellungen in der Verzahnung ein axiales Driften des Planetenrades verursachen. Somit erfüllt die bekannte Ausführung die Anforderungen für viele Anwendungsfälle.

Wenn jedoch kompakte Getriebe konzipiert werden, die darüberhinaus höchste Präzision bei kleinen Abmessungen verlangen, bildet das zweireihige Pendelrollenlager normaler Ausführung eine natürliche Einschränkung bei der Konstruktion. Die radialen Abmessungen erlauben es nicht, Planetenräder mit kleinem Durchmesser bzw. geringer Zähnezahl zu verwenden.

Ein Ausweg wurde dabei durch die Verwendung von Nadellagern geschaffen, wie mit dem Beispiel nach der DE 36 22 671 C1 bekannt ist.

Bei dieser Lösung müssen die Axialkräfte jedoch durch zusätzliche Axiallager abgestützt werden. Dadurch ist mindestens ein größerer axialer Bauraum erforderlich und ein erhöhter Aufwand zu akzeptieren.

Aufgabe ist es, eine Lagerung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem Bedarf an radialer und axialer Bauhöhe die Verwendung von Planetenrädern mit kleinen Durchmessern gestattet und bei hoher Belastbarkeit eine ausreichende Schwenkmöglichkeit aufweist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rollen als tonnenförmige Nadeln mit einer gegenüber dem größten Durchmesser mindestens zweifachen Länge ausgeführt sind, die Laufbahn der Außenringe eine kreisförmige axiale Krümmung aufweist, deren Krümmungsradius größer als der in beliebigem Querschnitt betrachtete Laufbahnradius ist und deren Mittelpunkt in einem Bereich von der axialen Mitte zwischen beiden Schrägrollenlagern bis zur axialen Mitte des betreffenden Schrägrollenlagers angeordnet ist, die Laufbahnbreite der einzelnen Laufringe mindestens der Länge der Nadeln entspricht und beide Schrägrollenlager ein geringes Radialspiel aufweisen.

Durch diese erfindungsgemäßen Merkmale behält die Lagerung nahezu die geringen radialen Abmessungen einer Lagerung mit zylindrischen Nadeln, hat jedoch darüberhinaus vorteilhafterweise gleichzeitig die Funktion einer Axiallagerung und eine für den Anwendungsfall ausreichende Schwenkmöglichkeit. Durch die extrem großen Krümmungsradien ist es möglich, die Nadeln sehr schlank, d. h. mit kleinem Durchmesser auszuführen. Beide Lager sind bis an die Seitenflächen des Planetenrades nach außen versetzt und ergeben hier die beste radiale Abstützung. Ein geringes, jedoch ausreichendes Schwenken wird durch das Radialspiel ermöglicht. Die erfindungsgemäße Lagerung erfüllt vorbildlich die Anforderungen von radialer und axialer Belastbarkeit auf engstem Raum und eine Anpassung an gleichmäßige Traglastverteilung an den Zahnflanken der Planetenräder durch die Schwenkmöglichkeit.

Diese und weitere Merkmale werden nachfolgend an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.
Es zeigen:
1 den Längsschnitt eines Plantenrades für ein Planetengetriebe mit zwei Schrägrollenlagern in X-Anordnung und
2 den Längsschnitt eines Schrägrollenlagers nach 1 in geschwenkter Lage.
Das in 1 dargestellte Planetenrad 1 ist über zwei Schrägrollenlager 2 in X-Anordnung auf einem Bolzen 3 drehbar angeordnet. Dieser ist in einem bekannten Planetenträger 4 eingesetzt. Mehrere Planetenräder 1 sind, wie nicht dargestellt, am Umfang verteilt und greifen mit ihren Verzahnungen in ein Sonnenrad 5 ein. Beide Schrägrollenlager 2 sind mit tonnenförmigen Nadeln 6 versehen. Sie sind gegenüber ihrem Durchmesser etwa viermal so lang und gemäß der X-Anordnung schräg ausgerichtet. Das tonnenförmige Profil entspricht der Kreisform. Entsprechend sind auch die Innen- 7 und Außenringlaufbahn 8 gekrümmt, wobei die Mittelpunkte 9 der Krümmungsradien 10 der Außenringe jeweils radial außerhalb des Schrägrollenlagers 2 und axial in der Mitte zwischen innerer Seitenfläche 14 und Mitte 13 des Schrägrollenlagers 2 liegen. Dies geht deutlich aus 2 hervor. Gegenüber einer üblichen Pendelrollenlagerung sind bei dieser Ausführung die Krümmungsmittelpunkte 9 nicht gemeinsam auf der Mittelachse angeordnet. Aus diesem Grund ergibt sich nur eine begrenzte Schwenkmöglichkeit der Lagerung, deren maximaler Schwenkwinkel sich durch das Radialspiel ergibt, wie nicht näher dargestellt ist. Wie 2 zeigt, verlagern sich die tonnenförmigen Nadeln 6, in Umfangsrichtung gesehen, bei geringem Schwenken sehr unterschiedlich. Sie laufen axial gegen die Schwenkrichtung des betreffenden Außenringabschnittes bzw. mit der Schwenkrichtung des betreffenden Innenringabschnittes. Ein weiteres Schwenken aus der dargestellten Lage in 2 ist nicht mehr möglich, da das bewußt vorgesehene Radialspiel der Normallage sich bis nach Null reduziert hat.
Diese geringe Schwenkmöglichkeit ist gerade bei Planetenrädern erforderlich, wodurch ein automatisches Anpassen des Tragbildes der Verzahnung mit dem Ziel größter Tragbreite bzw. Tragfläche erreicht wird, da Fertigungstoleranzen nicht vermieden werden können.
Durch die Schrägrollenlager 2 in X-Anordnung kann die Lagerung axiale Lasten in beide Richtungen aufnehmen. Getrennte Axiallager sind deshalb nicht erforderlich. Durch die spezielle Lage der Mittelpunkte 9 ergeben sich sowohl an den Außen- 8 als auch an den Innenringlaufbahnen 7 ausgeprägte Laufbahnabschnitte 16 für hohe radiale Belastungen und geneigte Abschnitte 17 für axiale Belastungen.
Gegenüber der dargestellten symmetrischen Form der tonnenförmigen Nadeln 6 in Längsrichtung können wahlweise auch solche eingesetzt werden, die an einem Ende einen kleineren Durchmesser aufweisen als an dem anderen. Dadurch läßt sich der Gleitanteil bei der Wälzbewegung reduzieren.

Claims

Lagerung, insbesondere für Planetenräder eines Getriebes mit zwei geringfügig schwenkbeweglichen, radiale und axiale Kräfte aufnehmenden Schrägrollenlagern, dadurch gekennzeichnet, dass – die Rollen als tonnenförmige Nadeln (6) mit einer gegenüber dem größten Durchmesser mindestens zweifachen Länge ausgeführt sind, – die Laufbahn (8) der Außenringe eine kreisförmige axiale Krümmung aufweist, deren Krümmungsradius (10) größer als der in beliebigem Querschnitt betrachtete Laufbahnradius (11) ist und deren Mittelpunkt (9) in einem Bereich von der axialen Mitte (12) zwischen beiden Schrägrollenlagern (2) bis zur axialen Mitte (13) des betreffenden Schrägrollenlagers (2) angeordnet ist, – die Laufbahnbreite der einzelnen Laufringe mindestens der Länge der Nadeln (6) entspricht und – beide Schrägrollenlager (2) ein geringes Radialspiel aufweisen.
Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt (9) zwischen der inneren Seitenfläche (14) des betreffenden Schrägrollenlagers (2) und dessen axialer Mitte (13) angeordnet ist.
Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt (9) in der Mitte zwischen innerer Seitenfläche (14) und axialer Mitte (13) des betreffenden Schrägrollenlagers (2) angeordnet ist.
Lagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (10) der Außenringlaufbahn (8) größer als der zweifache, in beliebigem Querschnitt betrachtete Laufbahnradius (11) ist.
Lagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägrollenlager (2) mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind.
Lagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auf dem kleinsten Teilkreis angeordnete Ende der Nadeln (6) einen kleineren Durchmesser aufweist als das auf dem größeren Teilkreis.