DE102018124833A1

DE102018124833A1 - Radial-Axiallagereinheit, Losradlager mit Axialanlauf, Lagerungsvorrichtung und Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102018124833A1
Application number: DE102018124833.4A
Authority: DE
Inventors: Manfred Winkler; Wolfgang Fugel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2020-04-09
Also published as: CN111022489B; CN111022489A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Lagerung eines Zahnrades auf einer Welle, aufweisend eine Radial-Axiallagereinheit (2), die einen Innenring (3) und einen dazu separaten Axialanlauf (4) besitzt, wobei der Innenring (3) so mit dem Axialanlauf (4) verbunden ist, dass diese eine Einheit bilden. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeuggetriebe mit einer Welle, auf der diese Vorrichtung (1) angebracht ist und neben der ein Zahnrad axial benachbart angebracht und angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung eines Zahnrades auf einer Welle, aufweisend eine Radial-Axiallagereinheit, die einen (hülsenartigen) Innenring und einen davon separaten / getrennten (ringartigen) Axialanlauf / Flansch / eine Axialscheibe / ein Axialanlaufteil besitzt.
Ähnlicher Stand der Technik ist bspw. aus der CN 207393797 U und der DE 10 2008 035 715 A1 bekannt. So offenbart bspw. diese letztgenannte Druckschrift eine Laufbahnanordnung für ein Wälzkörperlager mit einem als Umformteil ausgebildeten Lagerring, wobei der Lagerring eine umlaufende Laufbahn zum Wälzkörper des Wälzkörperlagers trägt, mit einem Axialanlauf, wobei der Axialanlauf die Laufbahn auf dem Lagerring in axialer Richtung begrenzt. Als besonders ist herausgestellt, dass der Axialanlauf durch ein Aufsatzteil gebildet ist, welches auf oder in dem Lagerring aufgesetzt ist. Jene ältere Druckschrift betrifft auch eine Dichtungsanordnung mit einem als Umformteil ausgebildeten Trägerring, wobei der Trägerring eine umlaufende Dichtfläche für einen Dichtring trägt, mit einem Axialanlauf, wobei der Axialanlauf die Dichtfläche auf dem Trägerring in axialer Richtung begrenzt und als besonders herausgestellt ist, dass der Axialanlauf durch ein Aufsatzteil gebildet ist, welches auf oder in dem Trägerring aufgesetzt ist. Jene Druckschrift betrifft auch eine Getriebevorrichtung, bei der auf der Laufbahn eine Reihe Wälzkörper aufgesetzt ist, welche durch den Axialanlauf bzw. das Aufsatzteil in axialer Richtung begrenzt ist.
Es gibt auch von der Anmelderin zahlreiche Axialwinkelscheiben, die vorbekannt sind, so zahlreiche Ringe und Sonderscheiben, insbesondere jene mit der internen Nummer F-218709-211. Hier werden bspw. einteilige Radial-Axiallagereinheiten vorgestellt, also solche Vorrichtungen, bei denen der Innenring einteilig mit dem Axialanlauf verbunden ist.
In einigen Fällen hat es sich gezeigt, dass bei Kraftfahrzeuggetrieben, also Getrieben, die bspw. in Pkws, Lkws oder anderen Nutzfahrzeugen eingesetzt werden, bei der Erprobung Ausfälle am axialen Anlauf mit einem Zahnrad an einer Schulter des Innenringes auftreten. Insbesondere bei der Realisierung von Losrädern, die bei der zur Verfügungstellung von Rückwärtsgängen eingesetzt werden, haben sich Probleme beim Anlauf gezeigt.
So gibt es zwar Winkelinnenringe, an dem ein Zahnrad oder eine Anlaufscheibe anläuft sowie getrennte Bauteile aus Innenring und Anlaufscheibe. Auch gibt es das radiale Abstützen von Losrädern durch zwei Rollenkränze. Doch sind diese Lösungen bisher nicht vollständig zufriedenstellend. Bedingt durch Verkippungen, raue Oberflächen, schlechte Beölungen mit axialen Kontakten zwischen jenem Zahnrad und der Schulter eines Innenringes oder der Anlaufscheibe, kann es zu Ausfällen, insbesondere bedingt durch Verschleiß kommen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung eine solch einfache Lösung zur Verfügung zu stellen, die jene besagten Nachteile nicht mehr aufweist oder bei der zumindest die Nachteile gemindert sind. Es sollen gleichzeitig die Funktionen einer Radial- und Axialabstützung vorgesehen sein und der Anlauf zwischen den Kontaktpartnern verbessert werden.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Innenring so mit dem Axialanlauf verbunden ist, dass diese eine (für sich handhabbare / abgeschlossene, aber erweiterbare) Einheit / Montageeinheit / Unterbaueinheit bilden. Der Innenring und der Axialanlauf sind dabei in Axial- und/oder Radialrichtung fest miteinander verbunden. Das Problem bisheriger einteiliger oder zweiteiliger Lösungen, die Ausfälle aufweisen, wird somit abgestellt. Eine Losradlagerung bei einer Schaltradlagerung mit Axialanlauf wird damit wesentlich verbessert.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn der Innenring form-, kraft- und/oder stoffschlüssig am Axialanlauf befestigt / angebracht / fixiert ist. Auf diese Weise wird auch die Montage vereinfacht, da das zusammenhängende Konstrukt aus Innenring und Axialanlauf in einem Schritt auf der Welle neben einem Zahnrad rotiert werden kann. Montagezeit wird eingespart und Kosten dadurch reduziert.
Dabei hat es sich besonders bewährt, wenn zwischen dem Innenring und dem Axialanlauf eine Verpressung / ein Presssitz und/oder eine Verclipsung und/oder eine Verklebung und/oder eine Verschweißung vorhanden ist. Schon eine dieser Möglichkeiten erhöht den Zusammenhang erheblich, wobei eine Kombination bei nur geringfügig ansteigenden Kosten den Zusammenhalt zwischen den einzelnen Bauteilen erheblich verbessert und somit selbst komplexe Situationen handhabbar werden.
Es hat sich auch bewährt, wenn der Innenring und/oder der Axialanlauf beschichtet ist, bspw. brüniert oder eloxiert ist. Der Anlauf zwischen den jeweiligen Kontaktpartnern wird dadurch verbessert.
Es ist von Vorteil, wenn der Axialanlauf einen zum Innenring hin abgewinkelten Fortsatz besitzt, welcher auf der radialen Innenseite oder der radialen Außenseite des Innenrings mit diesem eine formschlüssige Schnappverbindung eingeht, bevorzugt in einer Ausdehnung des Innenringes. Die Kombination im Bereich der radialen Innenseite hat den Vorteil, dass lange Nadeln zwischen dem Zahnrad und dem Innenring einsetzbar sind, wohingegen die radial außenseitige Anbringung den Vorteil einer guten Sichtprüfung nach sich zieht. Das Vorhalten einer Ausnehmung reduziert darüber hinaus das Gesamtgewicht und führt zu geringeren Emissionen eines die Vorrichtung einsetzenden Kraftfahrzeugs.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanlauf eine Lauffläche für ein Axialwälzlager besitzt. Der Verschleiß kann dadurch erheblich reduziert werden.
Es hat sich auch bewährt, wenn der Axialanlauf eine fortsatzferne, insbesondere an einem (freien) Ende des Axialanlaufes, das den Fortsätzen gegenüber liegt, vorhandene Haltevorrichtung zum Kontaktieren des, bspw. als Rollen-, Nadel-, Tonnen- oder Kugellager ausgebildeten Axiallagers besitzt. Ein Auseinanderfallen der Einzelbauteile wird dadurch wirkungsvoll verhindert.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeuggetriebe mit einer Welle, auf der die Vorrichtung gemäß der erfindungsgemäßen Art angebracht ist und neben dem ein Zahnrad (unmittelbar / direkt) axial benachbart angebracht und angeordnet ist.
Es wird somit eine Einheit vorgesehen, umfassend ein Axiallager (bspw. SAX), einen Innenring (bspw. IR) aufweisend eine Montagesicherung und erreichend eine Liefereinheit. In diesem Fall weist die Axiallagereinheit eine Axialwinkelscheibe und ein Axiallager auf. Während es möglich ist, beide Bauteile gleichzeitig zu verbauen, ist auch denkbar, dass die Axialwinkelscheibe und der Innenring getrennt verbaut werden.
Es wird jedoch eine Einheit realisierbar, bei der es unerheblich ist, ob die Verbindung am Innenring-Innendurchmesser oder am Innenring-Außendurchmesser vorgesehen ist. Der Axialanlauf des Radialnadelkranzes wird so ausgeführt, dass er an der Axialscheibe vorgesehen ist. Die Führung des Axialnadelkranzes erfolgt in der Axialwinkelscheibe. Das Fahrzeuggetriebe ist auch dadurch weiterbildbar, dass das Zahnrad als Losrad ausgelegt / eingebaut ist, insbesondere zur Realisierung eines Rückwärtsganges.
Wenn sowohl der Innenring als auch der Axialanlauf mittels je eines Presssitzes auf der Welle befestigt ist, so stellt sich eine besonders bevorzugte Ausführungsform ein. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass der Innenring mittels eines Presssitzes auf der Welle befestigt ist und ein radialer Abstand am axialen Schenkel, etwa zwischen dem Axialanlauf und der Wellenoberfläche und/oder dem Innenring, vorliegt.
Es hat sich ferner bewährt, wenn das Axiallager zumindest zum zeitweiligen Kontaktiert werden durch das Zahnrad ausgelegt ist, der Axialanlauf zum zumindest zeitweiligen Kontaktiert werden durch einen Nadelkranz, insbesondere durch dessen Käfig, ausgelegt ist und/oder der Innenring zum dauerhaft Kontaktiert werden durch die Wälzkörper, bspw. den Nadeln, des Radiallagers ausgelegt ist.
Mit anderen Worten wird also eine Vorrichtung zur Lagerung eines Zahnrades auf einer Welle, aufweisend eine Radial-Axiallagereinheit vorgestellt, wobei die Radial-Axiallagereinheit, umfassend den Innenring und den Axialanlauf, nun verbessert wird.
Zwar ist auch ein einteiliger Innenring mit hoher Schulter (Schulterausdurchmesser zu Innenringinnendurchmesser zwischen 1,5 und 10,5 +-5; bevorzugt 6,66) denkbar, wobei jene als (separate oder hilfsweise einteilige) Axialscheibe ausbildbar ist, doch ist es bevorzugt, wenn die Axialscheibe verschnappt, verpresst und/oder eventuell zusätzlich als Axialscheibe für ein Axiallager ausgebildet ist. Es wird also eine Anordung in einem Fahrzeuggetriebe zur axialen Lagerung eines Losrades realisiert. Durchaus bedeutsam ist, dass ein Presssitz des Innenringes auf der Welle vorliegen kann. Weiter bedeutsam und gewünscht kann auch eine Kombination von zwei Presssitzen auf der Welle, nämlich dem des Innenrings und dem des axial gerichteten Schenkels auf der Welle sein. Alternativ ist ein radialer Abstand des axialen Schenkels denkbar, nämlich dann, wenn der Innenring auf die Welle gepresst ist.
Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei ist eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Abwandelungen sind jedoch möglich.
Die (einzige) 1 zeigt einen Ausschnitt durch einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Lagerung eines Zahnrades auf einer Welle.
In der 1 ist eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Lagerung eines nicht dargestellten Zahnrades auf einer ebenfalls nicht dargestellten Welle dargestellt. Diese Vorrichtung 1 besitzt eine Radial-Axiallagereinheit 2 umfassend einen Innenring 3, der zum Aufgepresst werden auf die Welle vorgesehen ist.
Die Radial-Axiallagereinheit besitzt auch einen Axialanlauf 4, der auch als Flansch, Axialscheibe oder Axialanlaufteil bezeichnet werden kann. Der Innenring 3 ist ein vom Axialanlauf 4 separates Bauteil. Allerdings ist der Innenring 3 am Axialanlauf 4 festgelegt, d. h. mit diesem fest verbunden. Sie bilden eine Unterbaueinheit, nämlich eine Montageeinheit / Einheit.
Dazu ist auf der radialen Innenseite 5 des Innenringes 3 eine Ausnehmung 6 vorhanden, in die ein auch als Kragen bezeichnenbarer Fortsatz 7 des Axialanlaufes 4 greift. Der Fortsatz 7 weist eine Nase 8 auf, die in Anlage mit einem Vorsprung 9 des Innenringes 3 gelangen kann. Auf einer radialen Außenseite 10 ist ein Nadelkranz 11, aufweisend nadelartige Wälzkörper 12 und einen Käfig 13. Auf der radialen Außenseite 10 des Innenringes 3 ist somit eine Laufbahn für die Wälzkörper 12 vorgesehen. Der Käfig 13 ist in einigen Betriebssituationen in Anlage mit einer Anlauffläche 14 des Axialanlaufes 4 gebracht.
Diese Anlauffläche 14 bildet auch eine Laufbahn aus, um Axiallagerwälzkörper 15 eines Axiallagers 16 zu kontaktieren. Am gegenüberliegenden Ende des Fortsatzes 7 des Axialanlaufes 4 ist eine Haltevorrichtung 17 ausgebildet, die mittels eines Hinterschnittes 18 einen Axiallagerkäfig 19 hintergreift.
Auf dem Nadelkranz 11 wird ein Zahnrad aufgesetzt, was in einigen Betriebszuständen in Anlage mit den Axiallagerwälzkörpern 15 gelangen kann. Zwischen der radialen Innenseite des Axiallagerkäfigs 19 und dem Käfig 13 jenes den Nadelkranz aufweisenden Radiallagers 20 liegt ein (Mindest-)Spalt 21 vor. Auch gibt es einen Axialabstand 22 zwischen einem Ende des Fortsatzes 7 und einer Wandung 23 des Innenringes 3.
Der Fortsatz 7 geht somit mit dem Innenring 3 im Bereich des Vorsprunges 9 und der Nase 8 eine Schnappverbindung 24 ein.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Radial-Axiallagereinheit
3: Innenring
4: Axialanlauf
5: radiale Innenseite
6: Ausnehmung
7: Fortsatz / Kragen
8: Nase
9: Vorsprung
10: radiale Außenseite
11: Nadelkranz
12: Wälzkörper
13: Käfig
14: Anlauffläche
15: Axiallagerwälzkörper
16: Axiallager / Axialwälzlager
17: Haltevorrichtung
18: Hinterschnitt
19: Axiallagerkäfig
20: Radiallager
21: Spalt
22: Axialabstand
23: Wandung
24: Schnappverbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 207393797 U [0002]
DE 102008035715 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung (1) zur Lagerung eines Zahnrades auf einer Welle, aufweisend eine Radial-Axiallagereinheit (2), die einen Innenring (3) und einen davon separaten Axialanlauf (4) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (3) so mit dem Axialanlauf (4) verbunden ist, dass diese eine Einheit bilden.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (3) form-, kraft- und/oder stoffschlüssig am Axialanlauf (4) befestigt ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innenring (3) und dem Axialanlauf (4) eine Verpressung und/oder eine Verclipsung und/oder eine Verklebung und/oder eine Verschweißung vorhanden ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanlauf (4) einen zum Innenring (3) hin abgewinkelten Fortsatz (7) besitzt, welcher auf der radialen Innenseite (5) oder der radialen Außenseite (10) des Innenringes (3) mit diesem eine formschlüssige Schnappverbindung (24) eingeht.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanlauf (4) eine Lauffläche für ein Axialwälzlager (16) besitzt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanlauf (4) ein Fortsatz für eine Haltevorrichtung (17) zum Kontaktieren des Axialwälzlagers (16) besitzt.
Fahrzeuggetriebe mit einer Welle, auf der die Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 angebracht ist und neben der ein Zahnrad axial benachbart angebracht und angeordnet ist.
Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad als Losrad ausgelegt und angeordnet ist.
Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Innenring (3) als auch der Axialanlauf (4) mittels je eines Presssitzes auf der Welle befestigt ist oder nur der Innenring (3) mittels eines Presssitzes auf der Welle befestigt ist und ein radialer Abstand am axialen Schenkel vorliegt.
Fahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Axialwälzlager (16) zumindest zum zeitweiligen Kontaktiert werden durch das Zahnrad ausgelegt ist, der Axialanlauf (4) zum zumindest zeitweiligen Kontaktiert werden durch einen Nadelkranz (11) ausgelegt ist und/oder der Innenring (3) zum dauerhaften Kontaktiert werden durch die Wälzkörper (12) des Radiallagers (20) ausgelegt ist.