DE102008005809A1

DE102008005809A1 - Getriebeanordnung und Verfahren zu ihrer Montage

Info

Publication number: DE102008005809A1
Application number: DE102008005809A
Authority: DE
Inventors: Padelis Katsaros
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2009-08-06
Anticipated expiration: 2028-01-25
Also published as: DE102008005809B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung (1) mit einem ersten, auf einer Welle (2) angeordneten Zahnrad (3), das mit einem zweiten Zahnrad (4) im Zahneingriff ist, wobei die Welle (2) mittels einer Lageranordnung (5) in einem Gehäuse (6) gelagert ist und wobei die Lageranordnung (5) bei bestimmungsgemäßen Gebrauch der Getriebeanordnung (1) mit Presssitz in einer Aufnahmebohrung (7) des Gehäuses (6) angeordnet ist. Um den optimalen Zahneingriffspunkt der Zahnräder einfach einstellen zu können, sieht die Erfindung vor, dass in die Aufnahmebohrung (7) und/oder in den Außenumfang (8) des Sitzes der Lageranordnung (5) in der Aufnahmebohrung (7) mindestens eine ringförmig umlaufende Nut (9) eingearbeitet ist, wobei die Nut (9) fluidisch über eine Fluidleitung (10) mit einer Druckfluidquelle in Verbindung bringbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer solchen Getriebeanordnung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit einem ersten, auf einer Welle angeordneten Zahnrad, das mit einem zweiten Zahnrad im Zahneingriff ist, wobei die Welle mittels einer Lageranordnung in einem Gehäuse gelagert ist und wobei die Lageranordnung bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Getriebeanordnung mit Presssitz in einer Aufnahmebohrung des Gehäuses angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer solchen Getriebeanordnung.
Getriebeanordnungen der genannten Art werden beispielsweise in Achsgetrieben von Kraftfahrzeugen eingesetzt, und zwar als Kegelradgetriebe. Hierbei kämmt ein Kegelritzel mit einem Tellerrad. Um eine Kraftübertragung mit langer Legensdauer zu schaffen, ist es erforderlich, einen möglichst optimalen Zahnreingriffspunkt der beiden sich im Eingriff befindlichen Zahnräder einzustellen. Hierfür wird das auf einer Welle angeordnete Kegelritzel durch eine Einstellung der axialen Position der Welle in die gewünschte Position verbracht. Die Welle ist dabei mittels einer Lageranordnung in einer Gehäusebohrung angeordnet, wobei sie zumeist mit Presspassung in der Bohrung sitzt. Zur Einstellung der genauen Axialposition werden Distanzscheiben (Pass scheiben) verwendet. Diese werden aus einer Staffelung ausgewählt und in der Getriebeanordnung verbaut. Im vollständig montierten Zustand ergibt sich in Abhängigkeit der Dicke der Passscheibe ein gewünschter Zahneingriffspunkt.
Nachteilig ist dabei, dass die Auswahl der Passscheibe mit der richtigen Dicke aufwändig ist. Daher gestaltet sich auch die Montage und Einstellung der Getriebeanordnung mitunter schwierig und somit kostenintensiv.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Getriebeanordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass mit ihr eine einfachere Einstellung des optimalen Zahneingriffspunkts zwischen den Zahnrädern möglich ist. Des Weiteren soll ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung gestellt werden, mit dem der Zahneingriffspunkt schnell und bequem. sowie genau eingestellt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist vorrichtungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass in die Aufnahmebohrung und/oder in den Außenumfang des Sitzes der Lageranordnung in der Aufnahmebohrung mindestens eine ringförmig umlaufende Nut eingearbeitet ist, wobei die Nut fluidisch über eine Fluidleitung mit einer Druckfluidquelle in Verbindung bringbar ist.
Die Zahnräder sind dabei bevorzugt Bestandteile eines Kegelradgetriebes.
Die Lageranordnung ist vorzugsweise als zweireihiges Kegelrollenlager ausgebildet. In diesem Falle kann vorgesehen sein, dass die Kegelrollenlager in O-Anordnung angeordnet sind. Weiterhin hat es sich bewährt, wenn die Kegelrollenlager samt Welle als vorgespannte Baueinheit montiert sind. Diese kann bei der Montage dann in die Aufnahmebohrung des Gehäuses eingepresst werden.
Die Kegelrollenlager können einen gemeinsamen einstückig ausgebildeten Außenring haben.
Besonders bevorzugt sind Mittel vorhanden, um die Lageranordnung in einer definierten axialen Position relativ zum Gehäuse festzulegen. Diese Mittel umfassen bevorzugt eine Schrauben-Mutter-Anordnung. Die Schraube der Schrauben-Mutter-Anordnung wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch einen sich axial erstreckenden Abschnitt des Außenrings der Lageranordnung gebildet. Dieser kann dann mit einem Gewinde im Gehäuse zusammenwirken.
Durch das am Innenring angeordnete Außengewinde, das mit einem korrespondierenden Innengewinde im Gehäuse in Wirkverbindung steht, wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass eine axiale Sicherung des Außenrings im Gehäuse aufgrund des Presssitzes, der im Betrieb der Lageranordnung vorliegt, sichergestellt ist. Demgemäß ist eine separate Sicherung des Gewindes durch eine von außen aufzuschraubende Mutter nicht erforderlich. Das Gewinde dient im Übrigen auch dazu, axiale Kräfte aufzunehmen und zu übertragen.
Die Lageranordnung weist mit Vorteil eine zwischen Innenring und Außenring integrierte Dichtung auf.
Die Fluidleitung ist vorzugsweise als Bohrung im Gehäuse ausgebildet. Dabei kommt vor allem eine radiale Ausrichtung der Bohrung in Frage.
Das Verfahren zur Montage der obigen Getriebeanordnung sieht folgende Verfahrensschritte vor:

a) Einpressen der die Welle tragende Lageranordnung in die Aufnahmebohrung des Gehäuses;
b) Beaufschlagung einer in der Aufnahmebohrung und/oder in den Außenumfang des Sitzes der Lageranordnung in der Aufnahmebohrung eingearbeitete ringförmig umlaufende Nut über eine Fluidleitung mit einem Druckfluid;
c) Während der Beaufschlagung der Nut mit Druckfluid: axiales Verschieben der Lageranordnung in der Aufnahmebohrung in eine Position, in der ein optimaler Zahneingriff zwischen den Zahnrädern vorliegt;
d) Nach dem Positionieren gemäß Schritt c): Abbau des Drucks des Fluids.

Bevorzugt wird im Anschluss an Schritt d) eine axiale Sicherung der Lageranordnung in der Aufnahmebohrung vorgenommen.
Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung bzw. mit dem Verfahren ist es möglich, in sehr bequemer Weise und unter Verzicht auf Distanzscheiben (Passscheiben) den Zahneingriff zwischen den beiden Zahnrädern genau und einfach einzustellen.
Auch die Einstellung der Vorspannung in der Lageranordnung erfolgt unabhängig von der bisher üblichen Einstellung über Distanzscheiben.
Insgesamt ergeben sich weniger Teile des Aufbaus, was Kostenvorteile hat. Die Anordnung kann weiterhin kürzer bauend und damit leichter realisiert werden. Schließlich kann eine geringere Lagerreibung erreicht werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 schematisch den Radialschnitt durch eine Getriebeanordnung mit einem Kegelradgetriebe eines Kraftfahrzeugachsgetriebes und
2 den Radialschnitt durch die Lageranordnung der Kegelritzellagerung samt Gehäuse.
In den Figuren ist – teilweise nur sehr schematisch angedeutet – eine Getriebeanordnung 1 zu sehen, die ein Kegelradgetriebe umfasst, das zur Drehmomentübertragung in einem Kraftfahrzeugachsgetriebe erforderlich ist. Das Kegelradgetriebe besteht aus einem ersten Zahnrad 3, dem Kegelritzel, und einem zweiten Zahnrad 4, dem Tellerrad, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch im Zahneingriff sind.
Das Kegelritzel 3 ist fest am Ende einer Welle 2 angeordnet, die mittels einer Lageranordnung 5 gelagert wird. Die Lageranordnung 5 besteht aus zwei in O-Anordnung positionierten Kegelrollenlagern 5' und 5''. Der Außenring 11 der beiden Kegelrollenlager 5', 5'' ist vorliegend einstückig ausgebildet. Sein Außenumfang 8 stellt den Sitz der Lageranordnung 5 in einer Aufnahmebohrung 7 in einem Gehäuse 6 dar.
Um eine feste Lagerung des Kegelritzels sicherzustellen, sitzt im Betrieb die Lageranordnung 5 mit Presssitz in der Aufnahmebohrung 7. Die Kegelrollenlager 5', 5'' werden vor dem Eintritt von Verunreinigungen durch eine integrierte Dichtung 13 geschützt.
Der Verbund aus den beiden Kegelrollenlagern 5', 5'' und der Welle 2 kann in bekannter Weise durch Aufschrauben und Sichern einer (nicht dargestellten) Mutter auf das in 1 dargestellte linke Ende der Welle 2 neben dem Innenring des Kegelrollenlagers 5' zu einer vorgespannten Einheit gefügt, d. h. vormontiert werden, die dann in die Aufnahmebohrung 7 eingepresst wird.
Um die Einstellung des optimalen Zahneingriffspunktes der beiden Zahnräder 3, 4 zu erleichtern, ist folgendes vorgesehen: In die Aufnahmebohrung 7 ist eine ringförmig umlaufende Nut 9 eingearbeitet. Diese Nut ist fluidisch über eine Fluidleitung 10 in Form einer Bohrung im Gehäuse 6 mit einer (nicht dargestellten) Druckfluidquelle in Verbindung bringbar.
Konkret wird an die Bohrung 10 im Gehäuse ein Druckölschlauch angeschlossen, über den in die Nut 9 Öl unter hohem Druck eingepresst wird. Damit wird zwischen dem Außenumfang 8 des Außenrings 11 der Lageranordnung 5 und der Aufnahmebohrung 7 ein Öldruckpolster aufgebaut, das temporär den Pressverbund aufhebt, mit dem die Lageranordnung 5 in der Aufnahmebohrung 7 sitzt. Demgemäß ist auch die axiale Fixierung der Lageranordnung 5 aufgehoben oder zumindest derart herabgesetzt, dass es in einfacher Weise möglich ist, die Lageranordnung 5 und damit auch das Kegelritzel 3 relativ zum Gehäuse 6 zu verschieben.
Nach der gewünschten genauen axialen Positionierung und erfolgter Einstellung des Zahneingriffspunktes wird der Druck des Öls abgebaut, was zur Fol ge hat, dass sich der Pressverband zwischen der Lageranordnung 5 und der Aufnahmebohrung 7 wieder einstellt und das Kegelritzel damit relativ zum Gehäuse wieder axial festgelegt ist.
Eine zusätzliche axiale Sicherung wird mit Mitteln 12 erreicht, die eine axiale Festlegung unterstützen bzw. bewerkstelligen. Hierbei handelt es sich bevorzugt um eine Schrauben-Mutter-Anordnung. Wie aus 2 zu sehen ist, ist vorliegend ein sich axial erstreckender (linker) Abschnitt des Lageraußenrings 11 mit einem Außengewinde 14 versehen. Dieses kann mit einem als Mutter wirkenden Gewindeabschnitt im Gehäuse 6 zusammenwirken, um das Kegelritzel 3 in die optimale axiale Position „zu schrauben".

1: Getriebeanordnung
2: Welle
3: erstes Zahnrad (Ritzel)
4: zweites Zahnrad (Tellerrad)
5: Lageranordnung
5': Kegelrollenlager
5'': Kegelrollenlager
6: Gehäuse
7: Aufnahmebohrung
8: Außenumfang des Sitzes der Lageranordnung
9: ringförmig umlaufende Nut
10: Fluidleitung
11: Außenring
12: Mittel zur axialen Festlegung
13: Dichtung
14: Außengewinde

Claims

Getriebeanordnung (1) mit einem ersten, auf einer Welle (2) angeordneten Zahnrad (3), das mit einem zweiten Zahnrad (4) im Zahneingriff ist, wobei die Welle (2) mittels einer Lageranordnung (5) in einem Gehäuse (6) gelagert ist und wobei die Lageranordnung (5) bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Getriebeanordnung (1) mit Presssitz in einer Aufnahmebohrung (7) des Gehäuses (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Aufnahmebohrung (7) und/oder in den Außenumfang (8) des Sitzes der Lageranordnung (5) in der Aufnahmebohrung (7) mindestens eine ringförmig umlaufende Nut (9) eingearbeitet ist, wobei die Nut (9) fluidisch über eine Fluidleitung (10) mit einer Druckfluidquelle in Verbindung bringbar ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (3, 4) Bestandteile eines Kegelradgetriebes sind.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (5) als zweireihiges Kegelrollenlager (5', 5'') ausgebildet ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelrollenlager (5', 5'') in O-Anordnung angeordnet sind.
Getriebeanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelrollenlager (5', 5'') samt Welle (2) als vorgespannte Baueinheit montiert sind.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelrollenlager (5', 5'') einen gemeinsamen einstückig ausgebildeten Außenring (11) haben.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (12) vorhanden sind, um die Lageranordnung (5) in einer definierten axialen Position relativ zum Gehäuse (6) festzulegen.
Getriebeanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (12) eine Schrauben-Mutter-Anordnung umfassen.
Getriebeanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube der Schrauben-Mutter-Anordnung durch einen sich axial erstreckenden Abschnitt des Außenrings (11) der Lageranordnung (5) gebildet wird.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (5) eine zwischen Innenring und Außenring integrierte Dichtung (13) aufweist.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (10) als Bohrung im Gehäuse (6) ausgebildet ist.
Verfahren zur Montage einer Getriebeanordnung (1), die ein erstes, auf einer Welle (2) angeordnetes Zahnrad (3) und ein zweites Zahnrad (4) aufweist, wobei die beiden Zahnräder (3, 4) bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Getriebeanordnung (1) im Zahneingriff sind, wobei die Welle (2) mittels einer Lageranordnung (5) in einem Gehäuse (6) gelagert ist und wobei die Lageranordnung (5) bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Getriebeanordnung (1) mit Presssitz in einer Aufnahmebohrung (7) des Gehäuses (6) angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: a) Einpressen der die Welle (2) tragende Lageranordnung (5) in die Aufnahmebohrung (7) des Gehäuses (6); b) Beaufschlagung einer in der Aufnahmebohrung (7) und/oder in den Außenumfang (8) des Sitzes der Lageranordnung (5) in der Aufnahmebohrung (7) eingearbeitete ringförmig umlaufende Nut (9) über eine Fluidleitung (10) mit einem Druckfluid; c) Während der Beaufschlagung der Nut (9) mit Druckfluid: axiales Verschieben der Lageranordnung (5) in der Aufnahmebohrung (7) in eine Position, in der ein optimaler Zahneingriff zwischen den Zahnrädern (3, 4) vorliegt; d) Nach dem Positionieren gemäß Schritt c): Abbau des Drucks des Fluids.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an Schritt d) gemäß Anspruch 12 eine axiale Sicherung der Lageranordnung (5) in der Aufnahmebohrung (7) vorgenommen wird.