DE102004009472A1 - Motor vehicle's transmission has hardened needle rolling bodies which in relation to bearing bore in gearwheel have radial clearance of at least 5 per cent of needle rolling body's diameter - Google Patents

Motor vehicle's transmission has hardened needle rolling bodies which in relation to bearing bore in gearwheel have radial clearance of at least 5 per cent of needle rolling body's diameter Download PDF

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Abstract

The motor vehicle's transmission with oil mist lubricated double-row needle bearings (4) for a gearwheel (2) in relation to a shaft has hardened needle rolling bodies which in relation to the bearing bore in the gearwheel have a radial clearance of at least 5 per cent of a needle rolling body's diameter. A bearing cage for the needle rolling bodies has an axial clearance of at least 10 per cent of the needle rolling body's diameter in relation to axial stops.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe mit ölnebelgeschmierter zweireihiger Nadellagerung gemäß dem einteiligen Patentanspruch 1.The The invention relates to a motor vehicle transmission with oil mist lubricated Double row needle bearing according to the one-piece Claim 1.

Aus der DE 100 02 026 A1 ist bereits eine zweireihige Nadellagerung für ein Kraftfahrzeuggetriebe bekannt. Diese weist in Übereinstimmung mit der Erfindung einen Lagerkäfig auf. Die bekannte Nadellagerung findet ebenfalls bevorzugt Anwendung bei einem Rückwärtsgang.From the DE 100 02 026 A1 already a double row needle bearing for a motor vehicle transmission is known. This has in accordance with the invention on a bearing cage. The known needle bearing is also preferably used in a reverse gear.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe mit einem hohen Wirkungsgrad zu schaffen.task The invention is a transmission with a high efficiency to accomplish.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen vom einteiligen Patentanspruch 1 gelöst.These The object is achieved with the features of the one-part patent claim 1 solved.

Die Ölnebelschmierung eines Kraftfahrzeuggetriebes hat im Verhältnis zur aufwändigen Druckölschmierung oder Schleuderölführung den Vorteil, dass der Wirkungsgrad des Gesamtgetriebes nicht negativ beeinflusst wird. Auch sind der konstruktive Aufwand und die Kosten für ein Ölnebelgeschmiertes Getriebe relativ gering.The oil mist lubrication a motor vehicle transmission has in relation to the complex pressure oil lubrication or Schleuderölführung the Advantage that the efficiency of the overall transmission is not negative being affected. Also, the design effort and costs for an oil mist lubricated gearbox relatively low.

Ein Vorteil von Nadellagern ist deren hohe Tragfähigkeit. Zweireihige Nadellager sind dabei gegenüber einreihigen Nadellagern mit sehr langen Nadeln besonders ausfallsicher.One Advantage of needle roller bearings is their high load capacity. Double row needle roller bearings are opposite single-row needle bearings with very long needles particularly fail-safe.

Ein Vorteil des Radialspiels von mindestens 5% des Nadelwälzkörperdurchmessers und des Axialspiels von mindestens 10% des Nadelwälzkörperdurchmessers ist der, dass relativ wenig Reibung an der Zahnradlagerung entsteht, so dass dort trotz Verzicht auf eine aufwändige Schmierung Verschleiß und Fresserscheinungen sicher ausgeschlossen sind. Da die Reibung nur gering ist, ist auch die Lebenserwartung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes sehr hoch.One Advantage of the radial clearance of at least 5% of the Nadelwälzkörperdurchmessers and the axial clearance of at least 10% of the Nadelwälzkörperdurchmessers is that relatively little friction occurs on the gear bearing, so there despite waiving a complex lubrication wear and galling sensation are safely excluded. Since the friction is low, so is the life expectancy of the motor vehicle transmission according to the invention very high.

Der Lagerkäfig kann insbesondere aus Stahlblech hergestellt sein.Of the bearing cage can be made in particular of sheet steel.

Eine Härtung und Phosphatierung der Nadelwälzkörper und des Lagerkäfigs aus Stahlblech führt darüber hinaus zu einem sicheren Betrieb der Zahnradlagerung bei Ölnebelschmierung.A hardening and phosphating the needle roller body and of the bearing cage made of sheet steel about that In addition to a safe operation of the gear bearing with oil mist lubrication.

Die Belastung und damit die Schmierungsnotwendigkeit eines Lagers erhöht sich mit dessen Drehzahl. Demzufolge bietet die Erfindung besondere Vorteile, wenn die Differenzdrehzahl zwischen dem nadelgelagerten Zahnrad und dessen zugehöriger Welle besonders groß ist. Insbesondere ist dies der Fall, wenn sich das Zahnrad gegenüber einem als stehend betrachteten Getriebegehäuse in die eine Richtung und die zugehörige Welle in die andere Richtung dreht.The Load and thus the lubrication need of a bearing increases with its speed. As a result, the invention offers particular advantages when the differential speed between the needle bearing gear and its associated Wave is especially big. In particular, this is the case when the gear opposite to a Standing considered gear housing in one direction and the associated wave in the other direction rotates.

Mittels Öltaschen an den Stirnseiten des Lagerkäfigs kann die Reibung in besonders vorteilhafter Weise verringert werden.By oil bags on the front sides of the bearing cage the friction can be reduced in a particularly advantageous manner.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung vor.Further Advantages of the invention will become apparent from the other claims, the Description and the drawing above.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in drei Figuren näher beschrieben.The The invention is based on an embodiment in three figures described in more detail.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 ein Vorgelegegetriebe mit einem Rückwärtsgang-Losrad, wobei der Rückwärtsgang mittels eines Zwischenrades verwirklicht wird, 1 a countershaft transmission with a reverse idler gear, wherein the reverse gear is realized by means of an intermediate gear,

2 in einem Halbschnitt eine Nadellagerung, welche das Rückwärtsgang-Losrad gemäß 1 gegenüber einer Getriebeausgangswelle lagert und 2 in a half section, a needle bearing, which the reverse idler gear according to 1 superimposed against a transmission output shaft and

3 einen Ausbruch eines in 2 gezeigten Nadellagers in einer Abwicklung. 3 an outbreak of a 2 Needle bearing shown in a settlement.

1 zeigt ein Vorgelegegetriebe 1 mit einem Rückwärtsgang-Losrad 2, wobei der Rückwärtsgang mittels eines Zwischenrades 3 verwirklicht wird. Dazu weist eine Zahnradebene des Rückwärtsganges folgende drei Zahnräder auf:

  • – ein antreibendes Festrad 5, welches drehfest mit einer gegenüber einem Getriebegehäuse drehbaren Vorgelegewelle 6 verbunden ist,
  • – das mit dem Festrad 5 kämmende Zwischenrad 3, welches gegenüber dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist und
  • – das mit dem Zwischenrad 3 kämmende Rückwärtsgang-Losrad 2, welches mittels einer Nadellagerung 4 drehbar gegenüber der Getriebeausgangswelle 7 gelagert ist, die gegenüber dem Getriebegehäuse drehbar angeordnet ist.
1 shows a countershaft transmission 1 with a reverse idler gear 2 , wherein the reverse gear by means of an intermediate wheel 3 is realized. For this purpose, a gear plane of the reverse gear has the following three gears:
  • - a driving fixed wheel 5 , which rotatably with a rotatable counter to a transmission housing countershaft 6 connected is,
  • - with the fixed wheel 5 intermeshing idler 3 , which is rotatably mounted relative to the transmission housing and
  • - that with the idler 3 meshing reverse idler gear 2 , which by means of a needle bearing 4 rotatable relative to the transmission output shaft 7 is mounted, which is arranged rotatably relative to the transmission housing.

Dadurch, dass die Zahnradebenen der Vorwärtsgänge im Gegensatz zum Rückwärtsgang jeweils nur aus eine zwei Zahnräder umfassenden Zahnradpaarungen bestehen, dreht das Rückwärtsgang-Losrad 2 bei eingelegtem Vorwärtsgang gegensinnig zur Getriebeausgangswelle 7. In dem zeichnerisch in 1 dargestellten Fall dreht das Rückwärtsgang-Losrad 2 sogar bei eingelegtem direkten Vorwärtsgang gegensinnig zur Getriebeausgangswelle. Dabei stellt sich infolge der Gegensinnigkeit an der Nadellagerung 4 eine relativ hohe Drehzahldifferenz ein, deren Höhe vom jeweils eingelegten Vorwärtsgang abhängig ist.The fact that the gear levels of the forward gears, in contrast to the reverse gear only consist of a pair of gearwheels comprising gearwheels, rotates the reverse idler gear 2 with engaged forward gear in opposite directions to the transmission output shaft 7 , In the drawing in 1 the case shown turns the reverse idler gear 2 even with the direct forward gear engaged, in opposite directions to the transmission output shaft. This arises as a result of the ingenuity of the needle bearing 4 a relatively high speed difference, the height of which is dependent on the respective forward speed.

2 zeigt die Nadellagerung 4 in einem Detail. In diesem schematischen Zeichnung ist dabei das Losrad 2 vom Durchmesser her kleiner dargestellt, als dies für das richtige Übersetzungsverhältnis gemäß 1 in der Praxis der Fall ist. 2 shows the needle storage 4 in a detail. In this schematic drawing is the idler gear 2 shown smaller in diameter than this for the correct gear ratio according to 1 in practice this is the case.

Das Losrad 2 weist eine zentrale Bohrung auf, die je nach Betriebszustand des Vorgelegegetriebes 1 koaxial zur Getriebeausgangswelle 7 liegt oder um ein Radialspiel r parallel versetzt zur Getriebeausgangswelle 7 liegt. Dieses Radialspiel r ist damit der maximale Spalt, den die Bohrung abzüglich eines Getriebeausgangswellendurchmessers und zwei mal dem Nadelwälzkörperdurchmesser ∅d aufweist.The idler wheel 2 has a central bore, depending on the operating state of the countershaft transmission 1 coaxial with the transmission output shaft 7 is or a radial clearance r offset parallel to the transmission output shaft 7 lies. This radial play r is thus the maximum gap, the bore minus a transmission output shaft diameter and twice the Nadelwälzkörperdurchmesser ∅d has.

Der formelmäßige Zusammenhang ist also: r ≥ 0,005·∅d The formulaic relationship is thus: r ≥ 0.005 · ∅d

Innerhalb der Bohrung ist ein Nadellager 8 der Nadellagerung 4 eingesetzt. Das Nadellager 8 besteht aus dem in der Abwicklung gemäß 3 dargestelltem Lagerkäfig 9 und Nadelwälzkörpern 10 mit dem besagten Nadelwälzkörperdurchmesser ∅d. Der Lagerkäfig 9 besteht aus gehärtetem und phosphatiertem Stahlblech. Das Nadellager 8 ist dabei zweireihig. D.h., es sind axial beabstandet zwei Reihen von gleichmäßig am Umfang der Getriebeausgangswelle 7 verteilten Nadelwälzkörpern 10 angeordnet. Die Nadelwälzkörper 10 sind ebenfalls gehärtet und bestehen aus phosphatiertem Stahl.Inside the hole is a needle bearing 8th the needle bearing 4 used. The needle bearing 8th consists of the in accordance with the settlement 3 illustrated bearing cage 9 and Nadelwälzkörpern 10 with the said Nadelwälzkörperdurchmesser ∅d. The camp cage 9 consists of hardened and phosphated steel sheet. The needle bearing 8th is two-row. That is, it is axially spaced two rows of uniformly on the circumference of the transmission output shaft 7 distributed needle rolling bodies 10 arranged. The Nadelwälzkörper 10 are also hardened and made of phosphated steel.

Das Rückwärtsgang-Losrad 2 ist axial in beide Richtungen mit Spiel gegenüber der Getriebeausgangswelle 7 abgestützt. In die eine Richtung ist das Rückwärtsgang-Losrad 2 unmittelbar gegen einen Absatz der Getriebeausgangswelle 7 abgestützt. In die anderer Richtung ist das Rückwärtsgang-Losrad 2 gegen ein Axial-Sicherungsscheibe 11 abgestützt, welche sich über einen Axialsicherungsring DIN 471 an der Getriebeausgangswelle 7 abgestützt.The reverse idler gear 2 is axial in both directions with play against the transmission output shaft 7 supported. In one direction is the reverse idler gear 2 directly against a shoulder of the transmission output shaft 7 supported. In the other direction is the reverse idler gear 2 against an axial lock washer 11 which is supported by an axial locking ring DIN 471 on the transmission output shaft 7 supported.

Der Lagerkäfig 9 ist axial in beide Richtungen mit Axialspiel a gegenüber der Getriebeausgangswelle 7 abgestützt. Dabei stützt sich der Lagerkäfig 9 gegen die selben Axialabstützungen ab, wie das Rückwärtsgang-Losrad 2. D.h, in die eine Richtung ist der Lagerkäfig 9 unmittelbar gegen den Absatz der Getriebeausgangswelle 7 abgestützt. In die andere Richtung ist der Lagerkäfig 9 gegen die Axial-Sicherungsscheibe 11 abgestützt, welche sich über einen Axialsicherungsring DIN 471 an der Getriebeausgangswelle 7 abgestützt. Dabei weist der Lagerkäfig 11 das besagte Axialspiel a gegenüber den beiden Axialabstützungen auf. Dieses Axialspiel a beträgt mindestens 10% des Nadelwälzkörperdurchmesser ∅d.The camp cage 9 is axial in both directions with axial clearance a with respect to the transmission output shaft 7 supported. The bearing cage is supported 9 against the same Axialabstützungen from how the reverse idler gear 2 , That is, in one direction is the bearing cage 9 directly against the shoulder of the transmission output shaft 7 supported. In the other direction is the camp cage 9 against the axial lock washer 11 which is supported by an axial locking ring DIN 471 on the transmission output shaft 7 supported. In this case, the bearing cage 11 the said axial clearance a against the two axial supports on. This axial clearance a is at least 10% of the Nadelwälzkörperdurchmesser ∅d.

Der formelmäßige Zusammenhang ist also: a ≥ 0,01·∅d The formulaic relationship is thus: a ≥ 0.01 · ∅d

Eine Schmiermittelzufuhr des Vorgelegegetriebes 1 und auch der Nadellagerung 4 erfolgt dabei über den Ölnebel, welcher sich infolge der Zahnräder-/Wellendrehungen innerhalb des Getriebegehäuses bildet.A lubricant supply of the countershaft transmission 1 and also the needle bearing 4 takes place via the oil mist, which forms as a result of the gear / shaft rotations within the gear housing.

3 zeigt, dass sich an den beiden axialen Stirnseiten des Lagerkäfigs 9 umfangsmäßig gleichmäßig verteilt Öltaschen 12 befinden. In diesen Öltaschen 12 sammelt sich Öl aus dem besagten Ölnebel. Damit wird als Zusatzmaßnahme zu dem relativ großen Axialspiel die Reibung zwischen dem Lagerkäfig 9 und den Axialanschlägen nochmals verringert. 3 shows that at the two axial end faces of the bearing cage 9 circumferentially evenly distributed oil pockets 12 are located. In these oilbags 12 oil collects from the said oil mist. Thus, as an additional measure to the relatively large axial play, the friction between the bearing cage 9 and reduced again the axial stops.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann das Losrad auch das antreibende Zahnrad der Rückwärtsgang-Zahnradebene eines Vorgelegetriebes sein. In diesem Fall dreht das Rückwärtsgang-Losrad bei eingelegtem Vorwärtsgang gegensinnig zur zugehörigen Vorgelegewelle. Die geometrischen Erfordernisse und insbesondere die Anordnung der inneren Schaltung, welche zumeist aus Schaltgabeln oder Schaltschwingen besteht, bestimmen dabei, ob das Losrad auf der Vorgelegewelle oder der Getriebeausgangswelle angeordnet ist.In an alternative embodiment of the invention, the idler gear also the driving gear of the reverse gear level of a Be countershaft. In this case, the reverse idler gear turns with engaged forward gear in the opposite direction to the associated one Countershaft. The geometric requirements and in particular the arrangement of the inner circuit, which usually consists of shift forks or shift rockers, determine whether the idler gear on the countershaft or the transmission output shaft is arranged.

Alternativ kann die Nadellagerung auch bei jeder anderen Loslagerung Anwendung finden, bei welcher sich das Losrad mit sehr hoher Drehzahl bei Ölnebelschmierung gegenüber der zugehörigen Welle dreht. Dabei müssen sich das Losrad und die Welle nicht zwangsläufig bezüglich des als stehend betrachteten Getriebegehäuses gegensinnig drehen.alternative Needle bearing can also be used with any other floating bearing application find, in which the idler gear at very high speed with oil mist lubrication across from the associated Shaft turns. It must the idler gear and the shaft are not necessarily related to standing transmission case turn in opposite directions.

Die Axialabstützung des Nadellagerkäfigs muss nicht zwangsläufig die selbe Axialabstützung sein, an welcher sich auch das Losrad abstützt.The axial support Needle roller cage must not necessarily be the same axial support, on which also the loose wheel is supported.

Die Öltaschen müssen nicht gleichmäßig am Umfang verteilt sein. Solange Unwuchten sicher ausgeschlossen sind, können die Öltaschen auch ungleichmäßig verteilt sein, um Schwingungserscheinungen und Geräusche zu verhindern.The oil bags have to not even on the circumference be distributed. As long as imbalances are safely excluded, the oil pockets also distributed unevenly be to prevent vibration and noise.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.The described embodiments are only exemplary embodiments. A combination of the described features for different embodiments is also possible. Further, in particular not described features of the device parts belonging to the invention are shown in the drawings dargestell th geometries of the device parts.

Claims (8)

Kraftfahrzeuggetriebe mit ölnebelgeschmierter zweireihiger Nadellagerung (4) eines Zahnrades (2) gegenüber einer Welle (7), wobei gehärtete Nadelwälzkörper (10) gegenüber einer Lagerbohrung im Zahnrad (2) ein Radialspiel (r) von mindestens 5% eines Nadelwälzkörperdurchmessers (∅d) aufweisen und ein Lagerkäfig (9) der Nadelwälzkörper (10) ein Axialspiel (a) von mindestens 10% des Nadelwälzkörperdurchmessers (∅d) gegenüber Axialanschlägen aufweist.Motor vehicle transmission with oil mist lubricated double row needle bearing ( 4 ) of a gear ( 2 ) against a wave ( 7 ), wherein hardened Nadelwälzkörper ( 10 ) against a bearing bore in the gear ( 2 ) have a radial play (r) of at least 5% of a Nadelwälzkörperdurchmessers (∅d) and a bearing cage ( 9 ) the Nadelwälzkörper ( 10 ) has an axial clearance (a) of at least 10% of the Nadelwälzkörperdurchmessers (∅d) against axial stops. Zweireihige Nadellagerung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gehärteten Nadelwälzkörper (10) phosphatiert sind.Double row needle bearing according to claim 1, characterized in that the hardened Nadelwälzkörper ( 10 ) are phosphated. Zweireihige Nadellagerung nach einen der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkäfig (9) aus gehärtetem und phosphatiertem Stahlblech besteht.Double row needle bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing cage ( 9 ) consists of hardened and phosphated steel sheet. Zweireihige Nadellagerung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkäfig stirnseitig Öltaschen (12) aufweist.Double row needle bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing cage frontally oil pockets ( 12 ) having. Zweireihige Nadellagerung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkäfig (9) aus gehärtetem und phosphatiertem Stahlblech besteht und die Öltaschen (12) in den Lagerkäfig (9) eingestanzt sind.Double row needle bearing according to claim 4, characterized in that the bearing cage ( 9 ) consists of hardened and phosphated steel sheet and the oil pockets ( 12 ) in the bearing cage ( 9 ) are punched. Zweireihige Nadellagerung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (2) gegenüber der Welle (7) eine hohe Differenzdrehzahl aufweist.Double row needle bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the gear ( 2 ) opposite the shaft ( 7 ) has a high differential speed. Zweireihige Nadellagerung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die hohe Differenzdrehzahl daher herleitet, dass sich das Zahnrad (2) und die Welle (7) bezügliche eines Getriebegehäuses gegensinnig drehen.Double row needle bearing according to claim 6, characterized in that the high differential speed is derived from the fact that the gear ( 2 ) and the wave ( 7 ) Turn a gearbox housing in opposite directions. Zweireihige Nadellagerung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (2) ein Rückwärtsgang-Losrad eines Vorgelegegetriebes (1) ist, welches den Rückwärtsgang mittels eines Zwischenrades (5) verwirklicht.Double row needle bearing according to claim 7, characterized in that the gear ( 2 ) a reverse idler gear of a countershaft transmission ( 1 ), which is the reverse gear by means of an intermediate wheel ( 5 ) realized.
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