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Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung, umfassend ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring, und mit zwischen Innenring und Außenring angeordneten Wälzkörpern, wobei der Innenring eine Innenringlaufbahn aufweist und der Außenring eine Außenringlaufbahn aufweist, zwischen denen die Wälzkörper abwälzen, und wobei das Wälzlager auf einer Welle angeordnet ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Getriebeanordnung, umfassend eine derartige Wälzlageranordnung.
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In der
DE 10 2017 120 761 A1 ist ein als Nadellager ausgebildetes Wälzlager beschrieben, welches zur Lagerung einer Getriebewelle eines Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen ist, mit einer, insbesondere einen Außenring ausbildenden, Hülse, an der Hülse abrollenden Rollen und einem die Rollen drehbar aufnehmenden Käfig, wobei die Hülse einen Axialanschlag für den Käfig ausbildenden Kragen aufweist. Der Kragen weist mindestens eine Schmieröffnung zur Zufuhr eines Schmiermittels auf. Die Schmieröffnung im Kragen der Hülse ermöglicht auch bei einem niedrigen Förderdruck eine ausreichende Schmierung, so dass eine ausreichende Schmierung von Lagern in einem Kraftfahrzeuggetriebe ermöglicht ist.
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Im Lichte des vorbekannten Standes der Technik ist es somit die Aufgabe des Erfindungsgegenstandes, eine Wälzlageranordnung bereitzustellen bei der der ortsfeste Sitz des Wälzlagers auf einer Welle verbessert ist. Mit Vorteil soll eine axiale Verschiebbarkeit des Wälzlagers auf der Welle sicher unterbunden werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wälzlageranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6. Eine erfindungsgemäße Wälzlageranordnung umfasst ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring, und mit zwischen Innenring und Außenring angeordneten Wälzkörpern, wobei der Innenring eine Innenringlaufbahn aufweist und der Außenring eine Außenringlaufbahn aufweist, zwischen denen die Wälzkörper abwälzen, und wobei das Wälzlager auf einer Welle angeordnet ist. Erfindungsgemäß weist der Innenring des Wälzlagers auf seiner der Welle zugewandten Innenringfläche erste Formschlussmittel auf und die Welle mit den ersten Formschlussmitteln korrespondierende zweite Formschlussmittel auf. Die Formschlussmittel sind derart ausgebildet, dass in einem montierten Zustand des Wälzlagers auf der Welle eine axial rutschfeste Verbindung zwischen Innenring und Welle gewährleistet ist. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass ein auf einer Welle fest montiertes Wälzlager in axialer Position ortsfest gesichert ist.
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Bevorzugt ist das Wälzlager der erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung mit als Rollen ausgebildeten Wälzkörpern ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Wälzlager als Nadelrollenlager ausgebildet.
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Nadelrollen von Wälzlagern sind geometrisch als Kreiszylinder ausgebildet, die über eine sehr große Länge im Verhältnis zum Wälzkörperdurchmesser verfügen. In der Regel spricht man bei einem Längen-/Durchmesserverhältnisses einer kreiszylindrischen Wälzkörperrolle >2,5 von einer Nadelrolle. Mittels Nadelrollen lassen sich besonders kompakte Wälzlager, die sog. Nadellager, realisieren.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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Wälzlager können insbesondere dazu verwendet werden, Drehbewegungen mit möglichst geringen Reibungsverlusten zu übertragen. Wälzlager können insbesondere zur Fixierung von Achsen und Wellen eingesetzt werden, wobei sie, je nach Bauform, radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen und gleichzeitig die Rotation der Welle oder der so auf einer Achse gelagerten Bauteile ermöglichen.
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Hierzu sind zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers rollende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers in der Regel hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring bevorzugt auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen können, ist die Rollreibung derartiger Lager relativ gering.
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Der Innenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Welle mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Welle mit der der Welle zugewandten Seite der Mantelfläche des Innenrings verbunden sein, wobei auf der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Innenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen.
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Der Innenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Innenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
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Der Außenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Lagerung mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Lagerung mit der der Lagerung zugewandten Seite der Mantelfläche des Außenrings verbunden sein, wobei der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Außenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Außenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Au-ßenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
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Die Wälzkörper haben abhängig von der Wälzlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Wälzlagers ab und haben die Aufgabe, die auf ein Radialwälzlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Bei einem Axialwälzlager übertragen die Wälzkörper die auf das Axialwälzlager wirkenden Kräfte zwischen den Laufscheiben. Rollenförmige Wälzkörper werden auch als Rollenwälzkörper und kugelförmige Wälzkörper als Lagerkugel bezeichnet. Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Innenringlaufbahn des Innenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Innenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die ersten Formschlussmittel zumindest ein radial nach Innen in Richtung Drehachse vorstehendes als Feder ausgebildetes Federelement aufweisen, und dass die zweiten Formschlussmittel zumindest ein mit dem Federelement nach dem Nut-Feder-Prinzip zusammenwirkendes als Nut ausgebildetes Nutelement aufweisen. Es kann somit in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln eine axial ortsfeste Positionierung eines Wälzlagers auf eine Welle realisiert ist.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass das Nutelement als L-förmig ausgebildete Nut auf der äußeren Mantelfläche der Welle ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass eine konstruktiv und im Hinblick auf die Montage des Wälzlagers auf der Welle einfache Lösung zur sicheren Positionierung eines Wälzlagers auf einer Welle bereitgestellt ist. Über den langen sich parallel zur Drehachse der Welle erstreckenden L-Schenkel kann ein Innenring mit seinem Federelement auf die Welle aufgeschoben und am Ende des langen Schenkels in den kurzen L-Schenkel der Nut verdreht werden, so das er gegen eine weitere axiale Bewegung gesichert ist. In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass das Federelement als halbkugelartiger Fortsatz ausgebildet ist.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass die Welle als Welle einer Getriebeanordnung ausgebildet ist, wobei die Welle an einem freien axialen Ende über das Wälzlager im Gehäuse der Getriebeanordnung gelagert anordenbar ist.
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Darüber hinaus wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch eine Getriebeanordnung, umfassend eine Welle mit einer Mehrzahl von drehfest auf dieser angeordneten Getriebezahnrädern, wobei die Welle an zumindest einem ihrer beiden freien axialen Enden über eine Wälzlageranordnung im Gehäuse der Getriebeanordnung drehbar gelagert angeordnet ist und wobei die Wälzlageranordnung durch eine Wälzlageranordnung gemäß der Erfindung gebildet ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine Getriebeanordnung mit einer über ein Wälzlager im Getriebegehäuse gelagerten Welle in einer schematischen Schnittdarstellung,
- 2 einen Teilausschnitt eines freien axialen Endes einer Welle mit nutartig ausgebildeten Formschlussmitteln in einer schematischen Darstellung,
- 3 eine Schnittdarstellung eines Innenrings einer erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlageranordnung in schematischer Darstellung, und
- 4 eine Schnittdarstellung eines auf einer Welle angeordneten Innenrings in schematischer Darstellung mit einer möglichen Ausgestaltung einer Formschlussverbindung zwischen Innenring und Welle.
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1 zeigt eine Getriebeanordnung 13 mit einer über eine Wälzlageranordnung 1 mit Wälzlager 2 im Getriebegehäuse gelagerten Welle 8 in einer schematischen Schnittdarstellung. Die Getriebeanordnung 13 umfasst eine Welle 8 mit einer Mehrzahl von drehfest mit ihr verbundenen Getriebezahnrädern, wobei die Welle 8 an zumindest einem ihrer beiden freien axialen Enden über eine Wälzlageranordnung 1 im Gehäuse der Getriebeanordnung 13 drehbar gelagert angeordnet ist und wobei die Wälzlageranordnung 1 erfindungsgemäß ausgebildet ist. In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, dass das Wälzlager 2 als Nadellager mit als Nadeln ausgebildeten Wälzkörpern 5 ausgebildet ist, welches über seinen Innenring 3 mit der Welle 8 verbunden und mit seinem Außenring 4 im Getriebegehäuse angeordnet ist.
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Die 2 zeigt einen Teilausschnitt eines freien axialen Endes einer Welle 8 mit als Nutelement 12 ausgebildeten Formschlussmitteln 10 in einer schematischen Darstellung. Das Nutelement 12 ist dabei als L-förmig ausgebildete Nut auf der Außenmantelfläche der Welle 8 ausgebildet, derart, dass ein auf der Welle 8 ortsfest zu befestigender Innenring 3 eines Wälzlagers 2 mit einem Federelement 11 nach Art eines Bajonettverschlusses gegen axiales Verschieben auf der Welle 8 gesichert ist.
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Die 3 zeigt eine Schnittdarstellung eines Innenrings 3 einer erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlageranordnung 1 in schematischer Darstellung. Gut zu erkennen ist, dass das Federelement 11 als in die Innenfläche der, der Welle 8 zugekehrten Wandung eingelassenes Kugelelement ausgebildet ist, das mit einem, halbkugelartigen Fortsatz aus der Ringfläche nach Art einer Feder hervorsteht.
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Die 4 zeigt eine Wälzlageranordnung 1, umfassend ein Wälzlager 2 mit einem Innenring 3, einem Außenring 4, und mit zwischen Innenring 3 und Außenring 4 angeordneten Wälzkörpern 5, wobei der Innenring 3 eine Innenringlaufbahn aufweist und der Außenring 4 eine Außenringlaufbahn aufweist, zwischen denen die Wälzkörper 5 abwälzen, und wobei das Wälzlager 2 auf einer Welle 8 angeordnet ist, wobei der Innenring 3 des Wälzlagers 2 auf seiner der Welle 8 zugewandten Seite erste Formschlussmittel 9 aufweist, und dass die Welle 8 mit den ersten Formschlussmitteln 9 korrespondierende zweite Formschlussmittel 10 aufweist, die in einem montierten Zustand des Wälzlagers 2 auf der Welle 8 derart zusammenwirken, dass eine axial rutschfeste Verbindung zwischen Innenring 3 und Welle 8 gewährleistet ist.
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Die 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines auf einer Welle 8 angeordneten Innenrings 3 eines Wälzlagers 2 in schematischer Darstellung mit einer möglichen Ausgestaltung einer Formschlussverbindung zwischen Innenring und Welle. Der Innenring 3 weist als erste Formschlussmittel 9 ein radial nach Innen in Richtung Drehachse vorstehendes halbkugliges Federelement 11 auf. Das halbkuglige Federelement 11 ist durch eine Kugel gebildet, die in die der Welle 8 zugekehrte Innenfläche des Innenrings 3 eingebracht ist und halbkuglig aus dieser hervorsteht. Die zweiten in der Welle 8 ausgebildeten Formschlussmittel 10 weisen zumindest ein mit dem Federelement 11 nach dem Nut-Feder-Prinzip zusammenwirkendes Nutelement 12 auf. Hier ist gut zu erkennen, dass der Innenring 3 bis zum Ende des langen L-Schenkels auf die Welle 8 aufgeschoben ist. In Verbindung mit 2 ist veranschaulicht, dass der Innenring 3 am Ende des langen L-Schenkels um zirka 90° Winkelgrad verdreht und mit seinem Federelement 11 in den Kurzen L-Schenkel des Nutelements 12 eingedreht und so gegen axiales Verschieben auf der Welle 8 gesichert ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzlageranordnung
- 2
- Wälzlager
- 3
- Innenring
- 4
- Außenring
- 5
- Wälzkörper
- 8
- Welle
- 9
- erste Formschlussmittel
- 10
- zweite Formschlussmittel
- 11
- Federelement
- 12
- Nutelement
- 13
- Getriebeanordnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017120761 A1 [0002]
- US 3572860 A [0003]
- US 2005252328 A [0003]
