DE102008024316A1 - Bearing arrangement for gear shaft in vehicle, has two axial angular contact bearings prestressed against each other for shaft section of gear shaft, where layer thickness of coating is less than specific micrometer in new state - Google Patents

Bearing arrangement for gear shaft in vehicle, has two axial angular contact bearings prestressed against each other for shaft section of gear shaft, where layer thickness of coating is less than specific micrometer in new state Download PDF

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Abstract

The arrangement (1) has two axial angular contact bearings (5, 6) prestressed against each other for a shaft section (2) of a gear shaft, in which a surface is partially provided with a surface coating at a cut surface that is influenced by an axial play of the arrangement. The layer thickness of the coating is less than 9 micrometer in a new state. The layer thickness is same or smaller than a surface roughness of the coated surface. The coating is formed between rear sides (26) at a shaft shoulder of the gear shaft that supports side surfaces (22) of inner rings (13) of the bearings.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit zwei axial gegeneinander vorgespannten Schräglagern zum Lagern eines Wellenabschnitts, in der wenigstens eine Fläche zumindest teilweise mit einer das axiale Spiel beeinflussenden Oberflächenbeschichtung versehen ist.The The invention relates to a bearing arrangement with two axially against each other prestressed angular bearings for supporting a shaft section, in the at least one area at least partially with a the axial play affecting surface coating is provided.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine klassische Lagerungsanordnung der Gattung ist in EP 000001 105662B1 beschrieben. Diese Lagerungsanordnung ist für die Lagerung von Ritzelwellen in Fahrzeugdifferenzialen vorgesehen. Die Ritzelwellenlagerung nach dem Stand der Technik ist in 1 dargestellt. Die Ritzelwelle weist an einem Abschnitt eine Schulter auf, der das Ritzel folgt. Die Ritzelwelle ist mit zwei gegeneinander angestellten, das heißt axial gegeneinander vorgespannten Tandem-Schrägkugellagern gelagert. Ein Innenring eines Schrägkugellagers ist mit einer Stirnfläche axial gegen die Wellenschulter gespannt. In EP 1105662B1 ist eine weitere Anordnung mit Kegelrollenlagern beschrieben, bei der die Rückseite eines inneren Lagerings eines Schrägrollenlagers, das in Form eines Schrägkugellagers ausgebildet ist, an einem schulterartigen Abschnitt des Ritzels der Ritzelwelle abgestützt ist. Die Stellen, an denen die einzelnen Lagerelemente bzw. die Elemente von Gehäuse und Ritzelwelle sich aneinander abstützen, sind vom Axialspiel beeinflusste Schnittstellen. Anders gesagt, vom Axialspiel beeinflusste Schnittstellen sind die Berührungsstellen zwischen einzelnen Elementen der Lageranordnung an denen zumindest Anteile von positivem Axialspiel messbar nachgewiesen werden können. Wenn das Axialspiel positiv ausgebildet ist, heißt das, dass zwischen den Elementen ein Spalt ausgebildet ist, so dass die Elemente gegeneinander bewegt werden können. Dieser Spalt kann im Extremfall die Größe des gesamten positiven Spieles oder nur einen Teil davon aufweisen. Axialspiel kann auch gleich 0 sein. In diesem Fall liegen die Elemente dicht aneinander, ohne jedoch durch Kraft gegeneinander vorgespannt zu sein. Negatives Axialspiel stellt sich dann ein, wenn die Lageranordnung unter der Einwirkung von Kraft axial vorgespannt ist und sich die einzelnen Elemente oder einige dieser Elemente leicht elastisch oder sogar plastisch unter Einwirkung der Vorspannung verformen.A classical storage arrangement of the genus is in EP 000001 105662B1 described. This storage arrangement is intended for the storage of pinion shafts in vehicle differentials. The pinion shaft bearing according to the prior art is in 1 shown. The pinion shaft has a shoulder at a portion that follows the pinion. The pinion shaft is mounted with two mutually employed, that is axially biased against each other tandem angular contact ball bearings. An inner ring of an angular contact ball bearing is clamped with an end face axially against the shaft shoulder. In EP 1105662B1 Another arrangement is described with tapered roller bearings, in which the back of an inner bearing of a tapered roller bearing, which is in the form of an angular ball bearing, is supported on a shoulder-like portion of the pinion shaft of the pinion shaft. The locations where the individual bearing elements or the elements of the housing and pinion shaft abut each other are interfaces influenced by axial play. In other words, interfaces affected by axial play are the points of contact between individual elements of the bearing arrangement on which at least portions of positive axial play can be measurably detected. If the axial clearance is formed positively, this means that a gap is formed between the elements, so that the elements can be moved against each other. In extreme cases, this gap can have the size of the entire positive game or only a part of it. Axial play can also be equal to 0. In this case, the elements are close together, but without being biased against each other by force. Negative axial play occurs when the bearing assembly is axially biased under the action of force and the individual elements or some of these elements deform slightly elastically or even plastically under the action of the bias.

Es ist wünschenswert, den Verschleißwiderstand von Laufbahnen im Wälzkontakt mit den Kugeln oder den Rollen und auch den Kontakt miteinander in Berührung stehender Oberflächen zu erhöhen. Es ist bekannt, dass sich das Lagerspiel der Lageranordnung im Betrieb ändert. Es ist auch bekannt, dass Ritzelwellenlageranordnungen spielfrei funktionieren sollen. Zwischen den sich berührenden Flächen des Lagerrings und dem wellenschulterartigen Absatz entstehen im Betrieb durch Mikrobewegungen Knackgeräusche, die zum einen ein Hinweis auf daraus resultierenden Verschleiß zwischen diesen Kontaktpartnern an diesen Schnittstellen sind und zum anderen stören. Es wurde sich in der Vergangenheit auch aus diesem Grund bemüht, die Lagerringe auch stirnseitig, d. h., also rückseitig der Lagerringe im Kontakt mit dem schulterartigen Absatz, mit einer Schicht zu versehen.It is desirable, the wear resistance of Raceways in rolling contact with the balls or rollers and also in contact with each other Increase surfaces. It is known that itself the bearing clearance of the bearing assembly changes during operation. It It is also known that pinion shaft bearing assemblies operate without play should. Between the touching surfaces of the bearing ring and the wave shoulder-like heel arise in Operation by micro-movements cracking noises, on the one hand Note on resulting wear between them Contact partners at these interfaces are and interfere with the other. It has been tried in the past for this reason, the bearing rings also on the front side, d. h., ie the back the bearing rings in contact with the shoulder-like heel, with a layer to provide.

Die Oberflächenbeschichtung verhindert anfangs das ungewollte Knackgeräusch aber nicht die Mikrobewegungen zwischen Lagerring und wellenschul terartigen Absatz. Durch die Mikrobewegungen wird die Oberflächenbeschichtung nach und nach während des Betriebs verschlissen, so dass im Laufe des Betriebs die Vorspannung zwischen den vorgespannten Lagern nachlässt oder sich im ungünstigen Fall Lagerluft(spiel) einstellt. Die erforderliche Steifigkeit der Lageranordnung lässt nach. Das wirkt sich zum Beispiel nachteilig auf Zahneingriff (Heulen) und Verschleiß aus.The Surface coating initially prevents the unwanted Cracking noise but not the micro movements between bearing ring and shaft shoulder-like heel. Through the micromotion is the surface coating gradually during worn during operation so that during operation the bias voltage between the preloaded bearings wears off or gets in unfavorable case clearance (clearance) sets. The required Stiffness of the bearing assembly diminishes. That affects for example, disadvantageous to tooth engagement (howling) and wear out.

In der Vergangenheit wurden deshalb häufig elastische Elemente in die Anordnung eingebracht, die den Verschleißabtrag dadurch kompensieren, dass sie sich ausdehnen. Die Anordnung ist wirkungsvoll hinsichtlich des vorgesehenen Eingriffspunktes der Verzahnungen des Ritzels mit dem Tellerrad. Häufig versagen diese Elemente jedoch bei Belastungsumkehr oder müssen mit relativ großem Hub ausgelegt sein um das zu erwartende Spiel auszugleichen. Der große Hub erfordert den Einsatz entsprechend großer Ausgleichselemente, die zusätzlichen Bauraum beanspruchen. Außerdem ist die Belastung durch die mittels der Ausgleichselemente aufgebrachten Vorspannung derartiger Lageranordnungen höher. Die Lager müssen größer ausgelegt werden. Das wirkt sich nachteilig auf den durch die Lagerungsanordnung beanspruchten Bauraum aus.In The past therefore often became elastic elements introduced into the assembly, the wear erosion compensate by expanding. The arrangement is effective with regard to the intended intervention point of Gears of the pinion with the ring gear. Often these fail Elements, however, at stress reversal or need to be relative be designed to compensate for the expected game. The big hub requires the use of correspondingly large Compensating elements that take up additional space. In addition, the load is by means of the compensation elements applied bias of such bearing assemblies higher. The bearings must be designed larger. This adversely affects the claimed by the storage arrangement Space.

Die geforderte Vorspannkraft muss mit möglichst geringen Abweichungen vom Sollwert auch bei zunehmendem Lagerverschleiß dauerhaft eingehalten werden und sich auch nach extremen Belastungen sofort wieder einstellen. Die Lagerungsanordnungen muss so ausgeführt sein, dass sie gegenüber Biegungen und thermisch bedingte Längenänderungen weniger anfällig ist. Je größer jedoch das zu regulierende bzw. zu kompensierende Spiel ist, umso größer ist der Aufwand, der für dessen Kompensierung betrieben werden muss.The required preload force must be permanently maintained with the smallest possible deviations from the setpoint even with increasing bearing wear and immediately adjust again even after extreme loads. The bearing assemblies must be designed so that they are less prone to bending and thermally induced length changes. However, the larger that is to be regulated or com pensive game is, the greater the effort that must be operated for its compensation.

An anderen Stellen, beispielsweise im Wälzkontakt, kann eine Oberflächenschicht aufgebracht werden, die als Verschleißschutz dient. Die Verschleißschicht verringert sich durch Temperatur, Verschleiß oder Komprimieren und kann sogar ganz verschwinden. Das führt zwangsweise zur Vergrößerung des Axialspiels und damit zu den gleichen anfangs geschilderten Problemen mit der Steifigkeit der Ritzelwellenlagerungen. Die Problematik wird sich, wie in DE 8705766U1 beschrieben, zu Nutze gemacht und anhand der Auswirkungen in Radlagerungen beschrieben. Das Verschwinden der Oberflächenbeschichtung durch Verschleißabtrag wird dabei bewusst ausgenutzt und es wird vorgeschlagen, die Lagerelemente mit einer Verschleißschicht zu versehen, deren Dicke anfangs dem gewollten Einstellspiel entspricht. Das Lager wird also zunächst spielfrei vorgespannt und bewusst damit gerechnet, dass diese Schicht schnell in den ersten Betriebsstunden abgetragen wird und sich das erforderliche Spiel einstellt. Für Ritzelwellenlageranordnungen ist eine derartige Auslegung nicht geeignet, weil deren Vorspannung aufgrund der Anforderungen an die hohe Steifigkeit der Lagerungsanordnung im Betrieb aufrecht erhalten werden muss.In other places, for example in rolling contact, a surface layer can be applied, which serves as wear protection. The wear layer is reduced by temperature, wear or compression and can even disappear completely. This inevitably leads to the increase of the axial play and thus to the same initially described problems with the rigidity of the pinion shaft bearings. The problem will be, as in DE 8705766U1 described, used and described by the effects in wheel bearings. The disappearance of the surface coating by wear abrasion is deliberately exploited and it is proposed to provide the bearing elements with a wear layer whose thickness initially corresponds to the desired Einstellspiel. The bearing is therefore preloaded without play and deliberately calculated that this layer is quickly removed in the first few hours of operation and adjusts the required game. For pinion shaft bearing assemblies such a design is not suitable because their bias must be maintained due to the requirements of the high rigidity of the bearing assembly in operation.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lageranordnung zu schaffen, mit der die vorgenannten Nachteile vermieden werden.The The object of the invention is therefore to provide a bearing assembly, with the aforementioned disadvantages are avoided.

Diese Aufgabe ist nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is solved according to the features of claim 1.

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit mindestens zwei axial gegeneinander vorgespannten Schräglagern. Die Schräglager sind beispielsweise Schrägrollenlager, Kegelrollenlager und ein- oder mehrreihige Schrägkugellager. Schräglager sind im Gegensatz zu den kegelstumpfförmigen Rollen bei Kegelrollenlagern mit zylindrischen Rollen versehen, weisen aber ansonsten auch zur Lagermittelachse geneigte Laufbahnen auf. Mit diesen Lagern ist ein Wellenabschnitt, beispielsweise der einer Ritzelwelle, gelagert.The The invention relates to a bearing arrangement with at least two axially against each other preloaded inclined bearings. The angular bearings are for example tapered roller bearings, tapered roller bearings and single or multi-row angular contact ball bearings. angular contact bearings are in contrast to the frusto-conical rollers at Tapered roller bearings provided with cylindrical rollers, but point otherwise also inclined to the bearing center axis raceways. With These bearings is a shaft portion, for example, the one Pinion shaft, stored.

Wenigstens eine Fläche aber auch vorzugsweise mehr Flächen sind mit einer verschleiß- und/oder reibungsmindernden Beschichtung versehen. Die Beschichtung ist beispielsweise eine Mangan-Phosphatierung oder alternativ eine DLC-Beschichtung bzw. ist aus beliebiger anderen Schichten wie Teflonbeschichtungen gebildet. DLC steht als Abkürzung für Diamond Like Car bon. Weitere Schichten sind Hartchromschichten, Trockenschmierstoffe und Gleitlacke. Die Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung darf an dickster Stelle 9 μm nicht überschreiten.At least a surface but also preferably more surfaces are with a wear and / or friction reducing Coating provided. The coating is for example a Manganese phosphating or alternatively a DLC coating or is made of any other layers such as Teflon coatings. DLC stands for Diamond Like Car bon. Other layers are hard chromium layers, dry lubricants and bonded coatings. The layer thickness of the surface coating may not exceed 9 μm at the thickest point.

Die Erfindung gilt zunächst für alle das axiale Lagerspiel beeinflussenden Oberflächenschichten, die zum Beispiel auf den Laufbahnen der Lagerringe innen und/oder außen zwischen den Laufbahnen und den Wälzkörpern ausgebildet sind. Alternativ dazu sind die Wälzkörper an den Kontaktflächen zu den Laufbahnen mit einer derartigen Oberflächenschicht versehen.The The invention initially applies to all the axial bearing clearance influencing surface layers, for example on the raceways of the bearing rings inside and / or outside formed between the raceways and the rolling elements are. Alternatively, the rolling elements to the Contact surfaces to the raceways with such a surface layer Mistake.

Weiterhin sind als das axiale Spiel beeinflussenden Oberflächenschichten die Schichten anzusehen, die zwischen den Seitenflächen der Lagerringe und einem wellenschulterartig bzw. wellenabsatzartig ausgebildeten Vorsprünge aufgebracht sind. Wellenschulterartig bzw. wellenabsatzartig ausgebildete Vorsprünge sind beispielsweise Wellenabsätze oder Schultern aber auch die Rückseite des Ritzels oder Scheiben bzw. Vorspannelemente für die Vorspannung der Lageranordnung wie in Muttern. Es sind entweder die wellenschulterartig bzw. wellenabsatzartig ausgebildeten Vorsprünge mit der erfindungsgemäßen Schicht versehen oder bevorzugt die Lagerringe (Innen- und/oder Außenring) an ihren Stirnseiten (Rückseiten in Kontakt mit den Absätzen).Farther are surface layers influencing the axial play to look at the layers between the side surfaces the bearing rings and a wave shoulder-like or wave heel-like trained projections are applied. Wave-like shoulder or wave-like projections are, for example Wave heels or shoulders but also the back of the pinion or discs or biasing elements for the Preload the bearing assembly as in nuts. It's either the wave shoulder-like or wave heel-like projections provided or preferred with the layer according to the invention the bearing rings (inner and / or outer ring) on their front sides (Backs in contact with the paragraphs).

Die Fachwelt war bisher der Annahme, das zu dünne Schichten nur kurzzeitig Wirkung zeigen, da diese sich im Betrieb schnell abnutzen und nicht regenerieren. Auf der anderen Seite sind zu dicke Schichten in der Herstellung teurer, belasten die Umwelt mehr und beeinflussen bei Verschleiß die Größe des Spieles nachteilig.The Experts were previously the assumption that too thin layers show only a short-term effect, as they are fast in operation wear off and do not regenerate. On the other side are too thick Layers in manufacturing more expensive, pollute the environment more and more influence the size when worn of the game disadvantageous.

Mit der erfindungsgemäßen Schichtdicke, die vorzugsweise größer oder gleich 2 μm und kleiner oder gleich 9 μm ist, wurde entgegen bisherigen Annahmen ein wirksamer Schutz zur Vermeidung des Knackgeräusches, gleichzeitig jedoch eine dauerhaft wirksame Verschleißschutz- und/oder Korrosionsschutzschicht geschaffen, die nicht durch Verschleiß abgetragen wird und die somit durch ihr Schwinden kaum zusätzliches Axialspiel erzeugt. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schichtdicke gleich oder kleiner dem Wert der Oberflächenrauheit zumindest einer der miteinander gepaarten Flächen ist. Wenn die Rauheit beider Flächen berücksichtigt werden, zählt die Summe der Rauheitsangaben beider in Kontakt stehenden Flächen Die zumeist spanabhebend erzeugten Bauteile, die alternativ aber auch spanlos durch Umformen hergestellt sein können, weisen in der Regel eine geringe Oberflächenrauheit in der Qualität einer geschliffenen Oberfläche auf. Für Wälzlagerbauteile können die Oberflächenrauheiten RZ von 0,3 μm bis 9 μm sein.With the layer thickness according to the invention, which is preferably greater than or equal to 2 microns and less than or equal to 9 microns, contrary to previous assumptions an effective protection to avoid cracking noise, but at the same time a durable effective wear protection and / or corrosion protection layer created, which is not removed by wear is and thus produced by their shrinkage hardly additional axial play. An embodiment of the invention provides that the layer thickness is equal to or less than the value of the surface roughness of at least one of the mating surfaces. If the roughness of both Areas taken into account, the sum of the roughness information of both surfaces in contact counts The mostly machined components, which can alternatively be produced by cutting but also without cutting, usually have a low surface roughness in the quality of a ground surface. For rolling bearing components, the surface roughness RZ can be from 0.3 μm to 9 μm.

Die Rauheitsspitzen an den beschriebenen einander berührenden Flächen der Lagerringe und Absätze arbeiten sich beispielsweise durch die anfangs beschriebenen Mikrobewegungen infolge wechselnder Wellenbelastung und- Durchbiegung ab. An den Laufbahnen arbeiten sich die Rauheitsspitzen durch Überrollungen im Wälzkontakt ab. Die Oberfläche wird dadurch zwar tribologisch glatter, jedoch trägt dieser Abtrag der Rauheitsspitzen auch zur Vergrößerung des ungewollten Spiels bei. Wenn jedoch die Oberfläche im Kontakt zwischen einem Lagerring und einer Wellenschulter oder einem Wälzkörper mit einer Beschichtung versehen ist, deren Dicke die zuvor genannten erfindungsgemäßen Grenzen nicht über bzw. unterschreitet, wird dass Material der Schicht größtenteils in die Täler zwischen den Rauheitsspitzen gedrückt und haftet dort fest. Im Normalfall würden überflüssige Anteile der Schicht durch Abrieb verloren gehen und deren Verlust zum ungewünschten Spiel beitragen. Da jedoch die Schichtdicke optimal auf die vorhandenen Oberflächenrauheiten der miteinander gepaarten Flächen abgestimmt ist, geht auf diese Weise kaum Material der Oberflächenschicht verloren, sondern wird nahezu vollständig in das Rauheitsprofil eingearbeitet. Außerdem werden die Rauheitsspitzen nicht mehr in dem Maße abgetragen, wie an einer unbeschichteten Oberfläche, da die Lücken (Täler) im Rauheitsprofil durch das Material der Beschichtung aufgefüllt sind und somit eine im wesentlichen glatte Oberfläche mit dem Höhenniveau der nicht abgetragenen Rauheitsspitzen entsteht, – die zusätzlich noch durch das Material der ehemaligen Oberflächenschicht verschleißfest und/oder geschmiert ist, so dass der Abtrag von Rauheitsspitzen verhindert wird. Der Einfluss des durch Abtrag vergrößerten Lagerspiels muss bei der Auslegung der Lageranordnung und ihrer elastischen Vorspannelemente wie Spannhülsen nicht mehr oder kaum berücksichtigt werden, so dass diese von vornherein für geringere Spiele auszulegen sind und Bauraum sowie Kosten gespart werden können.The Roughness peaks on the described touching each other Surfaces of the bearing rings and heels are working for example, due to the micro-motions initially described alternating shaft load and deflection. At the raceways The roughness peaks work through rollovers in the Rolling contact. The surface is thereby indeed tribologically smoother, but this removal contributes to the roughness peaks also to increase the unwanted game at. However, if the surface in contact between a bearing ring and a shaft shoulder or a rolling element provided with a coating whose thickness is the aforementioned limits according to the invention or below, the material of the layer is largely pressed into the valleys between the roughness peaks and is stuck there. Normally, superfluous would be Parts of the layer are lost through abrasion and their loss contribute to the unwanted game. However, since the layer thickness optimal on the existing surface roughness of each other matched paired surfaces, goes this way hardly lost material of the surface layer, but is almost completely incorporated into the roughness profile. In addition, the roughness peaks are no longer to the extent removed, as on an uncoated surface, there the gaps (valleys) in the roughness profile by the Material of the coating are filled and thus one essentially smooth surface with the height level the unabridged roughness peaks arise, - the additionally by the material of the former surface layer is wear-resistant and / or lubricated, so that the removal of roughness peaks is prevented. The influence of by abrasion increased bearing clearance must be considered when designing the bearing assembly and its elastic biasing elements such as clamping sleeves no more or hardly be considered, so this be interpreted from the outset for lesser games and Space and costs can be saved.

Versuche mit Lageranordnungen, in denen die Rückseiten der an Wellenabsätze anliegenden Innenringe mit der erfindungsgemäßen Oberflächenschicht versehen waren, haben ergeben, dass sich die Steifigkeit der Lagerung auch nach längeren Laufzeiten kaum von denen im Neuzustand und somit von den nicht gelaufenen Lageranordnungen unterscheidet.tries with bearing arrangements in which the backsides of the shaft heels adjacent inner rings with the invention Surface layer were provided, have revealed that The rigidity of the storage even after longer running times hardly of those in new condition and thus of the unused Bearing arrangements differs.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing

1 zeigt eine Lageranordnung 1 zum Lagern eines Wellenabschnitts 2 einer Ritzelwelle 3. Die Ritzelwelle 3 ist durch den Wellenabschnitt 2 und ein Ritzel 4 gebildet. Die Lageranordnung 1 weist zwei Schräglager 5 und 6 auf. Die Schräglager 5 und 6 sind in diesem Fall zweireihige Schrägkugellager, die mit jeweils einem Außenring 12 oder 7 in einem Gehäuseabschnitt 8 sitzen. Alternativ sind die Schräglager 5 und 6 einreihige Schrägkugellager oder Kegelrollenlager. 1 shows a bearing assembly 1 for storing a shaft section 2 a pinion shaft 3 , The pinion shaft 3 is through the shaft section 2 and a pinion 4 educated. The bearing arrangement 1 has two angular bearings 5 and 6 on. The angular bearings 5 and 6 are in this case double-row angular contact ball bearings, each with an outer ring 12 or 7 in a housing section 8th to sit. Alternatively, the angular contact bearings 5 and 6 single-row angular contact ball bearings or tapered roller bearings.

Der Innenring 9 des Schräglagers 6 sitzt radial-umfangsseitig auf einem Wellenabsatz 10 des Wellenabschnittes 2. Eine im wesentlichen kreisringförmig gestaltete Seitenfläche 11 des Innenrings 9 ist axial an dem Ritzel 4 abgestützt. Der Innenring 13 des Schräglagers 5 sitzt radial-umfangsseitig und mit axialem Abstand zu dem Schräglager 6 auf dem Wellenabschnitt 2. Axial zwischen dem Innenring 13 und dem Wellenabsatz 10 sitzt radial-umfangsseitig eine Ausgleichshülse 14 auf dem Wellenabschnitt 2.The inner ring 9 of the inclined bearing 6 sits radially-circumferentially on a shaft shoulder 10 of the shaft section 2 , A substantially annular shaped side surface 11 of the inner ring 9 is axial to the pinion 4 supported. The inner ring 13 of the inclined bearing 5 sits radially-circumferentially and with axial distance to the angular contact bearing 6 on the shaft section 2 , Axially between the inner ring 13 and the shaft shoulder 10 sits radially-circumferentially a compensation sleeve 14 on the shaft section 2 ,

Die Schräglager 5 und 6 sind axial gegeneinander angestellt und die Lageranordnung 1 ist mittels eines Spannelements 15 in Form einer Mutter axial vorge spannt. Das Spannelement 15 liegt dazu axial an einer im wesentlichen kreisringförmig ausgebildeten Seitenfläche 22 des Innenrings 13 an. Dabei wird über den Wellenabschnitt 2 eine im Bild nach linksgerichtete Zugkraft auf das Ritzel 4 ausgeübt, welches sich dadurch axial an dem Innenring 9 abstützt und diesen mit Wälzkörpern 18 in Richtung der Kontaktlinien 16 und 17 gegen den am Gehäuseabschnitt 8 abgestützten Außenring 7 vorspannt. Gleichzeitig wird der Innenring 13 des anderen Schräglagers 5 axial solange gegen die Ausgleichshülse 14 verschoben, bis die Wälzkörper 21 des Wälzlagers 5 in Richtung der Kontaktlinien 19 und 20 gegen den am Gehäuseabschnitt 8 abgestützten Außenring 6 vorgespannt sind. Die Ausgleichshülse 14 wird dabei elastisch nachgebend gegen den Wellenabsatz 10 vorgespannt.The angular bearings 5 and 6 are employed axially against each other and the bearing assembly 1 is by means of a clamping element 15 axially biased in the form of a nut. The tensioning element 15 lies axially against a substantially annular side surface 22 of the inner ring 13 at. It is about the shaft section 2 a left-hand pulling force on the pinion in the picture 4 exerted, which thereby axially on the inner ring 9 supports and this with rolling elements 18 in the direction of the contact lines 16 and 17 against the on the housing section 8th supported outer ring 7 biases. At the same time, the inner ring 13 of the other inclined bearing 5 axially against the compensating sleeve 14 moved until the rolling elements 21 of the rolling bearing 5 in the direction of the contact lines 19 and 20 against the on the housing section 8th supported outer ring 6 are biased. The compensation sleeve 14 becomes elastically yielding against the shaft shoulder 10 biased.

Die einzelnen Elemente der Lageranordnung sind demnach an nachfolgend genannten Schnittstellen gegeneinander vorgespannt oder im Falle von Axialspiel um den Wert des Spieles bzw. und dessen axiale Komponente gegeneinander verschiebbar. Schnittstellen sind zum einen die Wälzkontakte, an denen sich die Flächen 22 und 23 der Laufbahnen des Schräglagers 5 am Innenring 13 mit den Flächen der Wälzkörper 21 berühren sowie die Wälzkontakte, an denen die Flächen 24 und 25 der Laufbahnen am Außenring 12 mit den gleichen Wälzkörpern 21 bei Betrieb im Wälzkontakt stehen. Zum anderen sind Schnittstellen die, die durch den axialen Kontakt der Fläche 26 des Innenrings 13 mit dem Spannelement 15 und der Fläche 27 des Außenrings 12 mit der Fläche 35 an dem Gehäuseabschnitt 8 gebildet sind. Schnittstellen des Lagers 6 sind die Wälzkontakte der Flächen 28 und 29 der Laufbahnen des Innenrings 9 mit den Wälzkörpern 18 bzw. der Flächen 30 und 31 der Laufbahnen des Außenrings 7 mit den gleichen Wälzkörpern 18. Außerdem ist eine Schnittstelle am Kontakt der Fläche 11 des Innenringes 9 mit der Fläche 32 an dem Ritzel 4 und eine weitere Schnittstelle zwischen der Fläche 33 an dem Außenring 7 und der Fläche 34 dem Gehäuseabschnitt 8 ausgebildet.The individual elements of the bearing assembly are therefore biased against each other at the following interfaces or in the case of axial play to the value of the game or and its axial component against each other. Interfaces are on the one hand, the rolling contacts on which the surfaces 22 and 23 the raceways of the inclined bearing 5 on the inner ring 13 with the surfaces of the rolling elements 21 touch as well as the rolling contacts on which the surfaces 24 and 25 the raceways on the outer ring 12 with the same rolling elements 21 stand in rolling contact during operation. On the other hand, interfaces are those caused by the axial contact of the surface 26 of the inner ring 13 with the clamping element 15 and the area 27 of the outer ring 12 with the area 35 on the housing section 8th are formed. Interfaces of the warehouse 6 are the rolling contacts of the surfaces 28 and 29 the raceways of the inner ring 9 with the rolling elements 18 or surfaces 30 and 31 the raceways of the outer ring 7 with the same rolling elements 18 , There is also an interface at the contact of the surface 11 of the inner ring 9 with the area 32 on the pinion 4 and another interface between the surface 33 on the outer ring 7 and the area 34 the housing section 8th educated.

Auf die zuvor genannten Flächen 22 bis 35 sind wahlweise Oberflächenschichten mit der erfindungsgemäßen Dicke S von maximal 9 μm und vorzugsweise im Neuzustand in einem Schichtdickenbereich von 2 μm bis 9 μm aufgebracht.On the aforementioned surfaces 22 to 35 If desired, surface layers with the thickness S according to the invention of not more than 9 μm and preferably in the new state are applied in a layer thickness range of 2 μm to 9 μm.

Die 2 und 3 zeigen die Einzelheiten Z und Y nach 1 stark vergrößert und nicht maßstäblich. Dabei ist mit Detail Z eine der Schnittstellen dargestellt, die den Kontakt zwischen dem Spannelement und der rückseitigstirnseitigen Fläche 26 des Innenrings 13 zeigt. Mit Detail Y ist der Kontakt zwischen der Fläche 11 an dem Innenring 9 des Schräglagers 6 und dem Ritzel 4 abgebildet. Diese Oberflächenschicht 36 der bevorzugten Schichtdicke S ist vorzugsweise an den Schnittstellen zwischen dem Innenring 9 und der Fläche 32 des Ritzels 4 auf die Fläche 11 des Innenrings aufgebracht, und weist im Neuzustand der Lageranordnung die bevorzugte Schichtdicke S von 2 μm bis 9 μm auf. Alternativ oder gleichzeitig dazu ist die dem Spannelement 15 zugewandte Fläche 26 an dem Innenring 13 mit einer Oberflächenschicht 35 versehen, deren Dicke der erfindungsgemäßen Schichtdicke S entspricht. Bezugszeichen 1 Lageranordnung 19 Kontaktlinie im Schräglager 5 2 Wellenabschnitt 20 Kontaktlinie im Schräglager 5 3 Ritzelwelle 21 Wälzkörper des Schräglagers 5 4 Ritzel 22 Fläche einer Laufbahn am Innenring 13 5 Schräglager 23 Fläche einer Laufbahn am Innenring 13 6 Schräglager 24 Fläche einer Laufbahn am Außenring 12 7 Außenring des Schräglagers 6 25 Fläche einer Laufbahn am Außenring 12 8 Gehäuseabschnitt 26 Fläche am Innenring 13 9 Innenring des Schräglagers 6 27 Fläche einer Laufbahn am Außenring 12 10 Wellenabsatz der Ritzelwelle 3 28 Fläche einer Laufbahn am Innenring 9 11 Seitenfläche des Innenrings 9 29 Fläche einer Laufbahn am Innenring 9 12 Außenring des Schräglagers 5 30 Fläche einer Laufbahn am Außenring 7 13 Innenring des Schräglagers 5 31 Fläche einer Laufbahn am Außenring 7 14 Ausgleichshülse 32 Fläche an dem Ritzel 4 15 Spannelement 33 Fläche an dem Außenring 7 16 Kontaktlinie im Schräglager 6 34 Fläche an dem Gehäuseabschnitt 8 17 Kontaktlinie im Schräglager 6 35 Oberflächenschicht am Innenring 13 18 Wälzkörper des Schräglagers 6 36 Oberflächenschicht am Innenring 9 The 2 and 3 show the details Z and Y after 1 greatly enlarged and not to scale. It is shown with detail Z one of the interfaces, the contact between the clamping element and the rear-side face 26 of the inner ring 13 shows. With Detail Y is the contact between the surface 11 on the inner ring 9 of the inclined bearing 6 and the pinion 4 displayed. This surface layer 36 the preferred layer thickness S is preferably at the interfaces between the inner ring 9 and the area 32 of the pinion 4 on the surface 11 applied to the inner ring, and has in the new condition of the bearing assembly, the preferred layer thickness S of 2 microns to 9 microns. Alternatively or at the same time is the the clamping element 15 facing surface 26 on the inner ring 13 with a surface layer 35 provided whose thickness corresponds to the layer thickness S according to the invention. reference numeral 1 bearing arrangement 19 Contact line in the angular bearing 5 2 shaft section 20 Contact line in the angular bearing 5 3 pinion shaft 21 Rolling elements of the angular bearing 5 4 pinion 22 Surface of a raceway on the inner ring 13 5 angular contact bearings 23 Surface of a raceway on the inner ring 13 6 angular contact bearings 24 Surface of a raceway on the outer ring 12 7 Outer ring of the angular bearing 6 25 Surface of a raceway on the outer ring 12 8th housing section 26 Surface on the inner ring 13 9 Inner ring of the angular bearing 6 27 Surface of a raceway on the outer ring 12 10 Shaft shoulder of the pinion shaft 3 28 Surface of a raceway on the inner ring 9 11 Side surface of the inner ring 9 29 Surface of a raceway on the inner ring 9 12 Outer ring of the angular bearing 5 30 Surface of a raceway on the outer ring 7 13 Inner ring of the angular bearing 5 31 Surface of a raceway on the outer ring 7 14 compensating sleeve 32 Surface on the pinion 4 15 clamping element 33 Surface on the outer ring 7 16 Contact line in the angular bearing 6 34 Surface on the housing section 8th 17 Contact line in the angular bearing 6 35 Surface layer on the inner ring 13 18 Rolling elements of the angular bearing 6 36 Surface layer on the inner ring 9

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  • - EP 1105662 B1 [0002] - EP 1105662 B1 [0002]
  • - DE 8705766 U1 [0007] - DE 8705766 U1 [0007]

Claims (5)

Lageranordnung mit wenigstens zwei axial gegeneinander vorgespannten Schräglagern zum Lagern eines Wellenabschnitts, in der wenigstens an einer durch das axiale Spiel der Lageranordnung beeinflussten Schnittstelle eine Fläche zumindest teilweise mit einer Oberflächenbeschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung < 9 μm zumindest im Neuzustand der Lageranordnung ist.Bearing arrangement with at least two axially against each other biased angular bearings for supporting a shaft portion in which at least at one influenced by the axial play of the bearing assembly interface is at least partially provided with a surface coating, characterized in that the layer thickness of the surface coating <9 microns at least New condition of the bearing assembly is. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche eine Fläche aus mindestens einer Paarung von axial gegeneinander vorgespannten Flächen ist.Bearing arrangement according to Claim 1, characterized that the area is an area of at least one Pairing of axially biased surfaces is. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke gleich oder kleiner der Oberflächenrauigkeit der beschichteten Fläche ist.Bearing arrangement according to Claim 1, characterized the layer thickness is equal to or less than the surface roughness the coated area is. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung größer oder gleich 2 μm und kleiner oder gleich 9 μm ist.Bearing arrangement according to Claim 1, characterized the layer thickness of the surface coating larger or equal to 2 microns and less than or equal to 9 microns is. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung zumindest zwischen der rückseitigen an einer Wellenschulter einer Ritzelwelle abgestützten Seitenfläche eines Innenrings eines der Schräglager ausgebildet ist.Bearing arrangement according to Claim 1 or 2, characterized that the surface coating at least between the back on a shaft shoulder of a pinion shaft supported side surface of an inner ring of a the angular contact bearing is formed.
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