DE102020122667A1

DE102020122667A1 - Lageranordnung

Info

Publication number: DE102020122667A1
Application number: DE102020122667.5A
Authority: DE
Inventors: Frank Schönstein; Wolfgang Fugel; Andreas Kirschner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2022-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, umfassend zwei Zylinderrollenlager (2,3), die koaxial angeordnet sind, wobei im ersten Zylinderrollenlager (2) eine erste Welle (4) lagerbar und im zweiten Zylinderrollenlager (3) eine zweite Welle (5) lagerbar ist, wobei in einem Bereich zwischen den Stirnseiten der Wellen (4,5), die sich in axialer Richtung zwischen den Zylinderrollenlagern (2,3) gegenüberstehen, ein Axialnadellager (7) zur gegenseitigen Abstützung der Wellen (4,5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnseite (2d) des ersten Zylinderrollenlagers (2) eine erste Laufbahn für das Axialnadellager (7) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit zwei Zylinderrollenlagern zur Lagerung zweier Wellen und einem dazwischen angeordneten Axiallager.
Die DE 10 2013 210 693 A1 offenbart eine Lageranordnung für zwei benachbarte Zahnräder eines Doppelkupplungsgetriebes. Zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der Zahnräder ist ein Axialwälzlager angeordnet. Die Zahnräder sind auf einer Welle in Radialwälzlagern gelagert. Es wird eine Konfiguration vorgeschlagen, mit der es möglich ist, eine Ringabsatz der Welle wegzulassen und dennoch mit einem Mittelanschlag ein axiales Verschieben der Radialwälzlager zu verhindern.
Die DE 10 2010 007 706 A1 zeigt eine Lagerkombination, die eine hohe Montagefreundlichkeit aufweist. Ein Radiallager und ein Axiallager sind so ausgebildet, dass sie einen Lagerpartner in einer axialen und radialen Richtung abstützen und dabei mit Haltemitteln verliersicher verbunden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung aus zwei Zylinderrollenlagern und einem Axiallager vorzuschlagen, die insbesondere hinsichtlich des benötigten Bauraums vorteilhaft ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Lagerkombination mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Die Erfindung schlägt also eine Lageranordnung vor, umfassend zwei Zylinderrollenlager, die koaxial angeordnet sind, wobei im ersten Zylinderrollenlager eine erste Welle lagerbar und im zweiten Zylinderrollenlager eine zweite Welle lagerbar ist, wobei in einem Bereich zwischen den Stirnseiten der Wellen, die sich in axialer Richtung zwischen den Zylinderrollenlagern gegenüberstehen, ein Axialnadellager zur gegenseitigen Abstützung der Wellen angeordnet ist und wobei eine Stirnseite des ersten Zylinderrollenlagers eine erste Laufbahn für das Axialnadellager bildet.
Die Erfindung geht hier von der Erkenntnis aus, dass es möglich ist, ein Axialnadellager direkt auf der Stirnseite eines Zylinderrollenlagers so anzuordnen, dass keine dem Axialnadellager als autarkes Bauteil zugeordnete Lauffläche vorgesehen ist. Eine solche Anordnung erscheint zunächst wenig vorteilhaft, da das Axialnadellager nicht hinsichtlich seiner Lauf- und Verschleißeigenschaften sowie seiner Montagefähigkeit als eigenständiges Bauteil ausgelegt, konzipiert und montiert werden kann. Nach Erkenntnis der Erfindung ist aber die Auslegung und Ausbildung der Lauffläche für die Axialnadellagerwälzkörper an der Stirnseite eines massiven Zylinderrollenlagers nicht nur möglich, sondern führt zu einem Gewinn an axialem Bauraum, der je nach Anwendung ein entscheidender Vorteil sein kann.
Vorzugsweise ist an der Stirnseite des zweiten Zylinderrollenlagers eine zweite Laufbahn für das Axialnadellager gebildet. Hieraus ergibt sich entsprechend ein weiterer Bauraumvorteil. Bevorzugt sind dabei die jeweiligen Laufbahnen für das Axialnadellager auf den jeweiligen Innenringen der Zylinderrollenlager gebildet.
Bevorzugtermaßen sind die Nadelwälzkörper des Axialnadellagers zylinderförmig ausgebildet und die erste und zweite Laufbahn in radialer Richtung mit einer Profilierung so konturiert, dass die Enden der Nadelwälzkörper einen verringerten Kontakt zu den Laufbahnen in im Vergleich zu den Mitten der Nadelwälzkörper aufweisen. Durch diese Ausbildung wird insbesondere erreicht, dass sich die akustischen Eigenschaften der Lageranordnung verbessern. Weiter bevorzugt ist dabei die Profilierung nur so tief ausgeprägt ausgeführt, dass eine Verkippung und eine daraus resultierende Verschleißanfälligkeit in einem über eine Ziellebensdauer akzeptablen Rahmen bleibt. In dem die Profilierung also die Kontaktfläche der Wälzkörper des Axialnadellagers mit ihren Laufflächen verringert, wird eine Geräuschbildung reduziert. Dabei ist die Profilierung aber nur so weit ausgeführt, dass die Wälzkörper nicht durch Verkippung und instabilen Lauf einem hinsichtlich der ausgelegten Lebensdauer übermäßigen Verschleiß ausgesetzt sind. Vorzugsweise wird die Profilierung durch eine spanende Bearbeitung des oder der Zylinderrollenlager gefertigt wird.
Bevorzugt wird die Lageranordnung in einer elektrischen Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug verwendet. Gerade bei einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug sind die Anforderungen an niedrige Geräuschbildung einer Lageranordnung besonders hoch.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie den beigefügten Figuren. Dabei zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht einer Lageranordnung für zwei Wellen in zwei Zylinderrollenlagern;
2 ein Längsschnitt durch den Innenring eines der Zylinderrollenlager und einem Axialnadellager;
3 eine Detailansicht zu 2.

1 zeigt eine Lageranordnung 1. Zwei Wellen 4,5 sind in zwei Zylinderrollenlagern 2,3 radial gelagert. Zwei Stirnseiten 4a, 5a der ersten und zweiten Welle 4,5 liegen sich gegenüber. Im Bereich dieser Stirnseiten 4a, 5a sind die Zylinderrollenlager 2,3 angeordnet. Die Zylinderrollenlager 2,3 weisen jeweils einen Innenring 2a, 3a und einen Außenring 2b,3b auf. Der Innenring 2a ist mit der Welle 2 verbunden, während der Innenring 3a mit der Welle 5 verbunden ist. Die Außenringe 2b, 3b sind mit einem Gehäuse 6 verbunden. Zwischen den Innenringen 2a, 3a und den Außenringen 2b, 3b sind jeweils zylindrische Wälzkörper 2c, 3c vorgesehen.
Zwischen den Wellen 4, 5, genauer zwischen den Innenringen 2a, 3a ist nun ein Axialnadellager 7 angeordnet. Dies wird anhand der 2 und 3 näher beschrieben.
In 2 ist der Innenring 2a des Zylinderrollenlagers 2 in einem Längsschnitt dargestellt. An seiner Stirnfläche 2d ist das Axialnadellager 7 angeordnet, welches Wälzkörper 7a aufweist (s. 3), die in einem Axialnadellagerkäfig 7b angeordnet sind. Der Axialnadellagerkäfig 7b umgreift den Innenring 2a so, dass er radial gehalten wird. In 3 ist ein Ausschnitt aus 2 gezeigt, bei dem die Stirnseite 2d des Innenrings 2a vergrößert dargestellt ist. Erkenn bar wird eine Profilierung P dieser Stirnseite 2d. Diese Profilierung führt zu einem Zurückweichen der Stirnfläche 2d in radialer Richtung und zwar von einem Mittenbereich radial nach außen und nach innen. Der Mittenbereich ist jener Bereich, in dem Wälzkörper 7a des Axialnadellagers 7 die Stirnfläche 2d zwischen äußerem Wälzkörperende B und innerem Wälzkörperende A kontaktieren. Die Stirnfläche 2d ist also als Lauffläche des Axialnadellager 7 ausgebildet. Durch die Profilierung P wird erreicht, dass die Wälzkörper 7a zylindrisch ausgeführt werden können und gleichzeitig die Kontaktfläche zum Innenring 2a so reduziert wird, dass eine Geräuschbildung beim Ablaufen der Wälzkörper 7a minimiert wird. Hierbei ist für die Profilierung P berücksichtigt, dass die Kontaktierungsfläche immer noch groß genug ist, um ein Verkippen und damit eine Instabilität des Ablaufens der Wälzkörper 7a so gering zu halten, dass über die ausgelegte Lebensdauer kein inakzeptabler Verschleiß entsteht.
Bezugszeichenliste

1: Lageranordnung
2: erstes Zylinderrollenlager
2a: erster Zylinderrollenlagerinnenring
2b: erster Zylinderrollenlageraußenring
2c: erste Zylinderollenlagerwälzkörper
2d: Stirnseite erstes Zylinderrollenlager
3: zweites Zylinderrollenlager
3a: zweiter Zylinderrollenlagerinnenring
3b: zweiter Zylinderrollenlageraußenring
3c: zweite Zylinderollenlagerwälzkörper
3d: Stirnseite zweites Zylinderrollenlager
4: erste Welle
4a: Stirnseite erste Welle
5: zweite Welle
5a: Stirnseite zweite Welle
6: Gehäuse
7: Axialnadellager
7a: Axialnadellagerwälzkörper
7b: Axialnadellagerkäfig
P: Profilierung
A: Inneres Wälzkörperende
B: Äußeres Wälzkörperende

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013210693 A1 [0002]
DE 102010007706 A1 [0003]

Claims

Lageranordnung, umfassend zwei Zylinderrollenlager (2,3), die koaxial angeordnet sind, wobei im ersten Zylinderrollenlager (2) eine erste Welle (4) lagerbar und im zweiten Zylinderrollenlager (3) eine zweite Welle (5) lagerbar ist, wobei in einem Bereich zwischen den Stirnseiten der Wellen (4,5), die sich in axialer Richtung zwischen den Zylinderrollenlagern (2,3) gegenüberstehen, ein Axialnadellager (7) zur gegenseitigen Abstützung der Wellen (4,5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnseite (2d) des ersten Zylinderrollenlagers (2) eine erste Laufbahn für das Axialnadellager (7) bildet.
Lageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnseite (3d) des zweiten Zylinderrollenlagers (3) eine zweite Laufbahn für das Axialnadellager (7) bildet.
Lageranordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Laufbahnen auf den jeweiligen Innenringen (2a, 3a) der Zylinderrollenlager (2,3) gebildet sind.
Lageranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Nadelwälzkörper (7a) des Axialnadellagers (7) zylinderförmig ausgebildet und die erste und zweite Laufbahn in radialer Richtung mit einer Profilierung (P) so konturiert sind, dass die Enden der Nadelwälzkörper (7a) einen verringerten Kontakt zu den Laufbahnen in im Vergleich zu den Mitten der Nadelwälzkörper (7a) aufweisen.
Lageranordnung (1) nach Anspruch 3, bei der die Profilierung (P) nur so tief ausgeprägt ausgeführt ist, dass eine Verkippung und eine daraus resultierende Verschleißanfälligkeit in einem über eine Ziellebensdauer akzeptablen Rahmen bleibt.
Lageranordnung (1) nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Profilierung (P) durch eine spanende Bearbeitung des oder der Zylinderrollenlager (2,3) gefertigt wird.
Elektrische Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug, mit einer Lageranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche