DE102021104932B4 - Wellenanordnung - Google Patents

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Abstract

Wellenanordnung, umfassend eine Welle (2) sowie wenigstens ein Wälzlager (7) umfassend einen auf einem wellenseitigen Lagersitz (15) angeordneten Innenring (10), wobei der Innenring (10) mit einer am Innenumfang vorgesehenen Umfangsfläche (22) auf dem Lagersitz (15) mit radialem Presssitz aufgenommen und über einen axialen Formschluss (17) axial in einer Richtung gesichert ist, und der Innenring (10) über einen Anschlag axial in die entgegengesetzte Richtung gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (2) ein den Anschlag bildendes Zahnrad (4) sitzt, an dem der Innenring (10) axial abgestützt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wellenanordnung, umfassend eine Welle sowie ein Wälzlager umfassend einen auf einem wellenseitigen Lagersitz angeordneten Innenring.
  • Derartige Wellenanordnungen kommen in unterschiedlichsten Bereichen zur Anwendung. Ein Beispiel ist die Ausführung einer solchen Wellenanordnung respektive der Welle als Zwischenwelle oder Umlenkwelle in einem Getriebe, beispielsweise einem Getriebe einer E-Achse oder einem Automatikgetriebe. Zur Lagerung der Welle ist wenigstens ein Wälzlager vorgesehen, wobei die Welle zumeist über zwei Wälzlager gelagert ist. Das beziehungsweise die Wälzlager weisen einen Innenring auf, mit dem das Wälzlager auf einem entsprechenden Lagersitz der Welle aufgenommen ist. In manchen Anwendungen, beispielsweise bei Ausgestaltung der Wellenanordnung als Zwischen- oder Umlenkwellenanordnung, wird zur axialen Sicherung des Innenrings des wenigstens einen Wälzlagers eine spezielle Schraube verwendet, die in ein Innengewinde der Welle, die zumeist als Hohlwelle ausgeführt ist, eingeschraubt wird und mit einem sich radial erstreckenden Ringbund den Innenring übergreift. Aufgrund dieses Übergriffs respektive der radialen Überdeckung ist der Innenring in dieser Richtung axial gesichert. In der anderen Richtung kann der Innenring, sofern erforderlich, beispielsweise anschlagsbegrenzt sein. Ein solcher Anschlag kann an der Welle selbst vorgesehen sein, oder beispielsweise über ein auf die Welle aufgeschobenes, mit dieser über eine Verzahnungsverbindung, beispielsweise eine Kerbverzahnung, drehfest verbundenes Zahnrad, wie beispielsweise bei Zwischen- oder Umlenkwellenanordnungen vorgesehen, gebildet sein.
  • Die axiale Sicherung des Innenrings über die Schraube ist aufwendig. Einerseits ist an der Welle ein entsprechendes Innengewinde auszubilden, andererseits ist diese Spezialschraube vorzuhalten und zu montieren, wie auch gegebenenfalls die Bemaßung des Innenrings im Hinblick auf den Übergriff durch die Schraube anzupassen ist.
  • Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine dem gegenüber verbesserte Wellenanordnung anzugeben.
  • Eine gattungsgemäße Wellenanordnung ist aus der DE 196 31 725 A1 bekannt. Die axiale Sicherung des Innenrings erfolgt hier alleine über die Welle selber.
  • Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Wellenanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Innenring mit einer am Innenumfang vorgesehenen Umfangsfläche auf dem Lagersitz mit einem radialen Presssitz aufgenommen und über einen axialen Formschluss axial in einer Richtung gesichert ist.
  • Die erfindungsgemäße Wellenanordnung zeichnet sich durch eine radiale Kraftschlussverbindung und eine axiale Formschlussverbindung des Innenrings mit der Welle respektive deren Lagersitz aus. Es kommt also eine kombinierte Verbindung aus Kraft- und Formschluss zum Einsatz, die es mit besonderem Vorteil ermöglicht, auf eine Schraubensicherung zu verzichten.
  • Die radiale Kraftschlussverbindung wird über einen radialen Presssitz realisiert, über den der Innenring mit einer am Innenumfang vorgesehenen Umfangsfläche auf den Lagersitz der Welle aufgepresst ist. Hierüber erfolgt eine kraftschlüssige Verbindung des Innenrings mit der Welle, die den Innenring fest mit der Welle verbindet. Die axiale Sicherung, die verhindert, dass der Innenring wieder entgegen der Aufschieberichtung beweglich ist, wird über eine axiale Formschlussverbindung realisiert. Das heißt, dass am Innenring und an der Welle entsprechende Formschlussgeometrien ausgebildet sind, die in der Montagestellung eine formschlüssige Verbindung miteinander eingehen und so den Innenring axial entgegen der Aufschieberichtung sichern. Beide kombinierten Verbindungsarten stellen so eine gesicherte Fixierung des Innenrings auf der Welle respektive auf dem Lagersitz sicher, so dass ein wie im Stand der Technik verwendetes Sicherungselement in Form der Schraube nicht benötigt wird.
  • Im Rahmen der Montage wird der Innenring respektive das Wälzlager auf die Welle respektive den Lagersitz, der beispielsweise an einem endständigen Zapfen der Welle ausgebildet ist, aufgeschoben, bis die Montageendstellung erreicht ist, also sich der Innenring in einer axialen Position relativ zur Welle befindet, in der die Formschlussverbindung erwirkt wird. Zur Montage kann beispielsweise die Welle respektive der den Lagersitz aufweisende Wellenabschnitt gekühlt werden und/oder der Innenring respektive das Wälzlager erwärmt werden, so dass sich durch die Kühlung der Außendurchmesser des Lagersitzes geringfügig reduziert respektive sich durch die Erwärmung der Innendurchmesser des Innenrings geringfügig vergrößert, wodurch ein vereinfachtes Überschieben trotz der erforderlichen Überdeckung in Bezug auf die mechanische Formschlussverbindung und den Presssitz möglich ist. Ist die definierte Axialposition erreicht und erwärmt sich der gekühlte Wellenabschnitt respektive die Welle wieder beziehungsweise kühlt der erwärmte Innenring wieder ab, so stellen sich wieder die originären Durchmesserverhältnisse ein, was dazu führt, dass der Umfangsabschnitt des Innenrings auf den Lagersitz gepresst wird und gleichzeitig auch die Formschlusselemente den Formschluss erwirken.
  • Zur Ausbildung des axialen Formschlusses kann vorgesehen sein, dass der Innenring wenigstens ein radial nach innen vorspringendes Formschlusselement aufweist, das in eine über eine axiale Anschlagsschulter begrenzte wellenseitige Aufnahme eingreift. Der Innenring ist also an seinem Innenumfang mit einem vorspringenden Formschlusselement, beispielsweise einer Nase oder dergleichen, versehen, während an der Welle eine entsprechende Aufnahme, in die dieses Formschlusselement in der Montagestellung eingreift, vorgesehen ist. Durch diesen Eingriff ergibt sich ein entsprechender Formschluss, da das Formschlusselement bei einer Bewegung entgegen der Aufschieberichtung gegen die axiale Begrenzung oder Schulter der Aufnahme läuft respektive dort anliegt, so dass jedwede axiale Bewegung entgegen der Aufschieberichtung begrenzt respektive unterbunden ist. Das heißt, dass das Formschlusselement an der Anschlagschulter in der Montagestellung anliegt respektive diese hintergreift.
  • Wenngleich nur ein oder mehrere lokale Formschlusselemente, die dann um den Innenumfang, z.B. äquidistant, verteilt werden, und nur eine oder in entsprechender Verteilung mehrere Aufnahmen an der Welle vorgesehen sein können, sieht eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Formschlusselement ein umlaufender Ringbund und die Aufnahme eine umlaufende Nut ist. Das heißt, dass rotationssymmetrische Formschlusselemente vorgesehen sind, nämlich einerseits der innenringseitige, radial nach innen vorspringende Ringbund und andererseits die wellenseitig vorgesehene, ringförmig umlaufende Nut. Wie beschrieben ist auslegungsgemäß eine entsprechende Überdeckung gegeben, so dass sich der Formschluss einstellt. Im Rahmen der Montage kann diese Überdeckung zur Erleichterung der Montage teilweise oder vollständig durch eine entsprechende Wärmebehandlung der beteiligten Komponenten aufgehoben werden, so dass ein erleichtertes Überschieben des Ringbunds möglich ist und sich nach Beendigung der Wärmebehandlung dann der entsprechende Formschluss überdeckungsbedingt durch Eingriff des Ringbunds in die Nut einstellt.
  • Zweckmäßig ist es, wenn das Formschlusselement, insbesondere der Ringbund, unmittelbar an die Umfangsfläche des Innenrings anschließt, wie zweckmäßigerweise auch die Aufnahme, insbesondere die Nut, unmittelbar an den Lagersitz anschließt. Das heißt, dass der radiale Presssitz und der axiale Formschluss quasi unmittelbar aneinander anschließen und sich demzufolge eine äußerst kompakte Verbindungsgeometrie ergibt.
  • Um das Aufschieben oder Aufpressen des Innenrings auf die Welle respektive den Wellenzapfen beziehungsweise auf den Lagersitz zu ermöglichen, kann an der Welle axial vor dem Lagersitz und/oder am Innenring axial vor dem Formschlusselement eine Fase vorgesehen sein. Diese Fase, beispielsweise eine Schräge oder Rundung, ermöglicht ein erleichtertes Aufschieben oder Aufpressen des Innenrings auf die Welle respektive den Wellenzapfen, was einer vereinfachten Montage zuträglich ist.
  • Weiter sieht die Erfindung vor, dass der Innenring über einen Anschlag axial in der entgegengesetzten Richtung gesichert ist. Das heißt, dass der Innenring an der Welle über den Formschluss einerseits in der einen Richtung axial gesichert ist und über einen weiteren Anschlag in der anderen Richtung, so dass letztlich die Beweglichkeit des Innenrings in beiden Richtungen axial begrenzt respektive unterbunden ist. Dabei kann dieser Anschlag auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein. Erfindungsgemäß ist der Anschlag mittels eines auf der Welle sitzenden Zahnrads gebildet, wobei der Innenring an dem Zahnrad axial abgestützt bzw. anschlagbegrenzt ist. Ein solches Zahnrad sitzt in vielerlei Ausgestaltungen einer Wellenanordnung auf der Welle, beispielsweise bei den bereits beschriebenen Ausgestaltungen in Form einer Zwischen- oder Umlenkwellenanordnung. Das Zahnrad weist am Innenumfang eine Verzahnung auf, die Welle am Außenumfang, so dass sich ein entsprechender Verzahnungseingriff ergibt, der das Zahnrad drehfest mit der Welle koppelt. Beispielsweise kann diese Verzahnung als Kerbverzahnung ausgeführt sein. Das Zahnrad selbst ist axial anschlagbegrenzt, läuft also gegen einen entsprechenden wellenseitigen Anschlag respektive Bund oder ähnliches. An der anderen Zahnradseite ist der Innenring abgestützt, das heißt, dass die dortige Zahnradfläche den Innenring, der mit seiner axialen Stirnfläche dagegen läuft, anschlagbegrenzt. Bei dieser Variante dient dem zufolge der Innenring gleichzeitig auch der axialen Sicherung dieses Zahnrads. Während im Stand der Technik auch für diese axiale Zahnradsicherung die Schraube dient, nachdem über die Schraube der Innenring axial gegen das Zahnrad gespannt wird und dieses sichert, erfolgt bei der erfindungsgemäßen Wellenanordnung auch diese axiale Zahnradsicherung allein durch den Innenring in Verbindung mit dem kombinierten Kraft- und Formschluss, also dem Presssitz und dem Formschlusseingriff. Ein separates Sicherungsmittel für das Zahnrad ist vorteilhaft nicht erforderlich.
  • Alternativ zur Ausbildung des Anschlags mittels des Zahnrads ist es auch denkbar, an der Welle selbst eine axiale Schulter auszubilden, die den Anschlag bildet. Dies ist denkbar, wenn an der Welle entweder kein oder zumindest nicht im Bereich des Wälzlagers ein Zahnrad vorgesehen ist, das als Anschlag dienen könnte.
  • Ist ein solcher Anschlag vorgesehen, egal ob dieser nun über ein auf der Welle sitzendes Zahnrad oder über einen wellenseitig direkt ausgebildeten Anschlagpunkt realisiert ist, so ist ein axialer Abstand respektive Freiraum zwischen dem Anschlag und dem wellenseitig ausgebildeten Formschlusselement, also beispielsweise der die Nut begrenzenden Anschlagschulter, vorgesehen. In diesen Freiraum greift nun das Formschlusselement ein, beispielsweise der innenringseitige Ringbund. Einerseits liegt in der Montagestellung dann dieser Ringbund benachbart zur Anschlagschulter, andererseits liegt die axiale innenringseitige Abstützfläche benachbart zur Anschlagfläche des Zahnrads oder der Welle. Um den Eingriff des Formschlusselements respektive des Ringbunds zu ermöglichen, ist eine wenngleich minimale Toleranz vorzusehen, damit die entsprechenden Elemente ineinandergreifen können. Für den Fall, dass das verbleibende Spiel äußerst gering ist, und in einem Bereich liegt, dass eine mögliche axiale Bewegung des Innenrings tolerabel ist, sind keine zusätzlichen Vorkehrungen zu treffen. Für den Fall jedoch, dass sich ein Axialspiel ergibt, das eine nicht gewünschte Innenringbewegung zulässt, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Innenring über wenigstens ein Spielausgleichselement, insbesondere eine Tellerfeder, axial abgestützt ist. Über dieses Spielausgleichselement respektive beispielsweise diese Tellerfeder wird der Innenring demzufolge entsprechend gegen den axialen Formschluss angefedert, das heißt, dass der Ringbund gegen die Anschlagschulter gespannt wird. Damit ist eine Bewegung des Innenrings gänzlich unterbunden.
  • Dabei kann dieses Spielausgleichselement respektive die Tellerfeder entweder an dem Zahnrad selbst vorgesehen sein, also beispielsweise in einer entsprechenden stirnseitigen Nut des Zahnrads eingelegt sein und aus dieser axial hervorragen, so dass bei der Montage des Innenrings dieser gegen die Feder, diese deformierend, gepresst wird und die Feder in der Montagestellung den Innenring axial verspannt. Alternativ ist es auch denkbar, entweder wenn kein Zahnrad vorgesehen ist, oder auch wenn ein Zahnrad vorgesehen ist, an dem der Innenring anschlagbegrenzt ist, das Spielausgleichselement respektive die Tellerfeder wellenseitig anzuordnen respektive an einer entsprechenden Abstützschulter der Welle aufzulagern, wobei die Tellerfeder mit dem anderen Ende an der Innenringstirnseite anliegt. Das heißt, dass verschiedene Integrations- oder Anordnungsmöglichkeiten für das Spielausgleichselement respektive die Feder, also insbesondere die Tellerfeder, gegeben sind.
  • Bei der Wellenanordnung kann es sich wie ausgeführt um eine beliebige Wellenanordnung handeln, die mindestens eine Welle und mindestens ein Wälzlager aufweist. Der Verwendungszweck oder Einsatzzweck einer solchen Wellenanordnung ist letztlich beliebig. Bevorzugt jedoch handelt es sich bei der Wellenanordnung um eine Zwischenwellenanordnung oder eine Umlenkwellenanordnung, das heißt, dass die Welle eine Zwischenwelle oder eine Umlenkwelle ist, wobei die Wellenanordnung in einem Getriebe, insbesondere einem Automatikgetriebe oder einem E-Achsgetriebe, also einer elektrischen Fahrzeugachse, eingesetzt wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
    • 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Wellenanordnung in einer Schnittansicht,
    • 2 eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs der Verbindung des Innenrings mit der Welle,
    • 3 eine vergrößerte Teilansicht aus 2 unter Darstellung der Formschlussverbindung, und
    • 4 eine Ansicht entsprechend 2 mit zusätzlich integriertem Spielausgleichselement.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Wellenanordnung 1 beispielsweise in Form einer Zwischenwellenanordnung. Vorgesehen ist eine Welle 2, die eine Außenverzahnung 3 aufweist und als Hohlwelle ausgeführt ist. Axial anschließend an die Verzahnung 3 ist ein Zahnrad 4 auf der Welle 2 angeordnet, das mit einer Innenverzahnung 5 in eine weitere Außenverzahnung 6 der Welle 2 eingreift. Bei den Verzahnungen 5, 6 handelt es sich beispielsweise um Kerbverzahnungen, so dass folglich eine drehfeste Verbindung von Welle 2 und Zahnrad 4 gegeben ist.
  • Des Weiteren vorgesehen sind zwei Wälzlager 7, 8, über die die Drehlagerung der Welle 2 an einer Montageumgebung, beispielsweise in einem E-Achsgetriebe oder dergleichen, erfolgt.
  • Vorliegend ist in erfindungsgemäßer Weise die Verbindung des Wälzlagers 7 mit der Welle 2 ausgeführt, die nachfolgend im Detail beschrieben wird.
  • Das Wälzlager 7 weist einen Außenring 9 sowie einen Innenring 10 auf, es ist als Kegelrollenlager ausgeführt, wobei zwischen dem Außen- und Innenring 9, 10 entsprechende Kegelrollen 11 aufgenommen sind, die in einem Käfig 12 gehaltert beziehungsweise geführt sind. Die Kegelrollen 11 laufen auf entsprechenden Laufbahnen 13, 14 des Außen- und Innenrings 9, 10, wie hinlänglich bekannt.
  • Der Innenring sitzt, wie 1 zeigt, auf einem Lagersitz 15, der an einem endständigen Zapfen 16 der Welle 2 ausgebildet ist und als zylindrischer Lagersitz ausgeführt ist, auf, wobei der Innenring 10 mit einem radialen Presssitz auf dem Lagersitz 15 sitzt. Des Weiteren ist eine axiale Formschlussverbindung 17 zwischen dem Innenring 10 und der Welle 2 respektive dem Zapfen 16 gegeben, worüber der Innenring axial gesichert ist. Die Details dieser kombinierten Verbindung aus Presssitz und Formschluss werden nachfolgend noch näher beschrieben.
  • Des Weiteren ist der Innenring 10 in die entgegengesetzte Richtung axial anschlagbegrenzt. Vorliegend wird ein entsprechender Anschlag 18 über das Zahnrad 4 gebildet, an welchem Anschlag 18 beziehungsweise benachbart zu welchem Anschlag 18 die Stirnfläche 19 des Innenrings 10 liegt. Da das Zahnrad 4 seinerseits an einem entsprechenden Anschlag 20 der Welle 2 axial abgestützt ist, kann hierüber eine Anschlagbegrenzung des Innenrings 10 realisiert werden. Da darüber hinaus der Innenring 10 aufgrund der Formschlussverbindung 17 axial entgegen der Aufschieberichtung nicht beweglich ist, erfolgt demzufolge über den Anschlag des Innenrings 10 am Zahnrad 4 auch die axiale Sicherung des Zahnrads 4.
  • 2 zeigt in einer vergrößerten Teilansicht Details der Verbindung des Innenrings 10 mit der Welle 2 beziehungsweise dem Zapfen 16. Gezeigt ist vergrößert der Innenring 10, an dessen Innenumfang 21 eine Umfangsfläche 22 vorgesehen respektive ausgebildet ist, mit der der Innenring 10 im Presssitz auf den Lagersitz 15 aufgepresst ist. Da es sich um jeweilige zylindrische Flächen handelt, ist eine entsprechend große Pressfläche gegeben, die einen sicheren Sitz ermöglicht. Der Innendurchmesser der zylindrischen Umfangsfläche sowie der Außendurchmesser des Lagersitzes 15 sind derart bemessen, dass eine entsprechende Überdeckung gegeben ist, so dass der radiale Presssitz ausreichend fest ist.
  • Dargestellt ist des Weiteren auch die Formschlussverbindung 17, die im Detail in 3 gezeigt ist. Dort ist ausschnittsweise der Innenring 10 sowie die Welle 2 respektive der Wellenzapfen 16 gezeigt. Am Innenring 10 ist ein am Innenumfang radial nach innen vorspringendes Formschlusselement 23 in Form eines umlaufenden Ringbunds 24 vorgesehen, der eine Anschlagschulter 25 aufweist.
  • Als weiteres Element der Formschlussverbindung 17 ist an dem Zapfen 16 eine Aufnahme 26 in Form einer umlaufenden Nut 27 vorgesehen, die über eine Anschlagschulter 28 axial begrenzt ist. Die Anschlagschultern 25, 28 liegen, wie 3 zeigt, benachbart zueinander beziehungsweise liegen aneinander an. Über diese hierüber realisierte Formschlussverbindung 17 ist demzufolge eine axiale Bewegung des Innenrings 10 entgegen der Aufschieberichtung auf den Zapfen 16 ausgeschlossen.
  • Wie die 2 und 3 zeigen, schließt die Formschlussverbindung 17 und damit das Formschlusselement 23 beziehungsweise der Ringbund 24 sowie die Aufnahme 26 beziehungsweise die Nut 27 unmittelbar an die Umfangsfläche 22 beziehungsweise den Lagersitz 15 an. Es ergibt sich demzufolge eine äußerst kompakte Verbindungsgeometrie, resultierend aus dem radialen Presssitz zwischen Umfangsfläche 22 und Lagersitz 15 sowie der Formschlussverbindung 17.
  • Da, wie die 1 und 2 zeigen, der Innenring 10 in der anderen Richtung aber in Folge der Anlage der Stirnfläche 19 an der Anschlagfläche 18 des Zahnrads 4 axial abgestützt respektive bewegungsbegrenzt ist, ist demzufolge eine vollständige axiale Sicherung des Innenrings 10, aber auch des Zahnrads 4 realisiert.
  • Um das Aufschieben des Innenrings 10 auf den Zapfen 16 zu erleichtern, nachdem wie ausgeführt sowohl die Durchmesser der den Presssitz erwirkenden Flächen als auch die Elemente der Formschlussverbindung 17 entsprechende Überdeckungen aufweisen, ist am Zapfen 16 eine Fase 29 und am Innenring eine Fase 30 ausgebildet, die beim Aufschieben aufeinander laufen respektive grundsätzlich ein erleichtertes Aufschieben ermöglichen.
  • Im Rahmen der Montage wird zweckmäßigerweise die Welle 2 respektive zumindest der Zapfen 16 abgekühlt, so dass sich der Außendurchmesser des Lagersitzes 15 geringfügig reduziert. Alternativ oder gleichzeitig kann auch das Wälzlager 7 erwärmt werden, so dass sich der Innendurchmesser der Umfangsfläche 22 geringfügig vergrößert, was das Aufschieben respektive Aufpressen erleichtert. Mit Erreichen der Montageendstellung, die letztlich durch das Anlaufen der Stirnfläche 19 des Innenrings 10 gegen die Stirnfläche 18 des Zahnrads 4 begrenzt beziehungsweise definiert ist, schnappt letztlich der Ringbund 24 in die Nutz 27, so dass die Anschlagschulter 25 die Anschlagschulter 28 übergreift und die axiale Formschlussverbindung 17 erwirkt ist.
  • Zur Erwirkung dieser axialen Formschlussverbindung muss demzufolge das Formschlusselement 23 respektive der Ringbund 24 in die Aufnahme 26 beziehungsweise die Ringnut 27 eingreifen respektive einschnappen. Damit dies möglich ist, muss der axiale Abstand der Stirnfläche 18 des Zahnrads 4 zur Anschlagsschulter 28 derart bemessen sein, dass der Ringbund 24 eingreifen kann. Zu Montagezwecken kann eine gewisse Toleranz vorgesehen werden, das heißt, dass dieser Abstand geringfügig größer gewählt wird, als die Dicke des Innenrings 10 in diesem Bereich bemessen ist. Das heißt, dass sich nach dem Einschnappen des Ringbunds 24 in die Nut 27 ein wenngleich geringes Axialspiel zwischen dem Innenring 10 und dem Zapfen 16 beziehungsweise dem Zahnrad 4 ergibt, das grundsätzlich eine minimale axiale Beweglichkeit des Innenrings 10 ermöglichen würde. Diese axiale Beweglichkeit kann aber letztlich durch den gegebenen Presssitz vollständig unterbunden sein, wenn der Presssitz derart streng ist, dass keinerlei Innerringbewegung möglich ist.
  • Für den Fall, dass trotz allem eine geringfügige Beweglichkeit gegeben sein sollte, oder auch zusätzlich zu einem entsprechend strengen Presssitz, ist es denkbar, wie in 4 gezeigt, ein Spielausgleichselement 31, beispielsweise eine Tellerfeder 32 vorzusehen, welches respektive welche den Innenring 10 axial anfedert und auf diese Weise die Anschlagschulter 25 des Ringbunds 24 axial gegen die Anschlagschulter 28, die die Nut 27 begrenzt, presst. Hierüber kann ein etwaiges Spiel dann komplett ausgeglichen werden.
  • Im in 4 gezeigten Beispiel ist die Tellerfeder 32 einerseits an einer Anlagefläche 33 der Welle 2 abgestützt. Mit dem anderen Ende liegt sie an der Stirnfläche 19 des Innenrings 10 an.
  • Alternativ zur in 4 gezeigten Anordnung des Spielausgleichselements 31 ist es auch denkbar, dieses am Zahnrad 4 zu integrieren, was mit dem gestrichelt gezeigten Spielausgleichselement 31 respektive der Tellerfeder angedeutet ist. In diesem Fall wäre in der Stirnfläche 18 des Zahnrads 4 eine entsprechende Ringnut auszubilden, in die die Tellerfeder 32 eingelegt wird und die dann wiederum die Stirnfläche 19 des Innenrings anfedert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Wellenanordnung
    2
    Welle
    3
    Außenverzahnung
    4
    Zahnrad
    5
    Innenverzahnung
    6
    Außenverzahnung
    7
    Wälzlager
    8
    Wälzlager
    9
    Außenring
    10
    Innenring
    11
    Kegelrolle
    12
    Käfig
    13
    Laufbahn
    14
    Laufbahn
    15
    Lagersitz
    16
    Zapfen
    17
    Formschlussverbindung
    18
    Anschlag
    19
    Stirnfläche
    20
    Anschlag
    21
    Innenumfang
    22
    Umfangsfläche
    23
    Formschlusselement
    24
    Ringbund
    25
    Anschlagschulter
    26
    Aufnahme
    27
    Nut
    28
    Anschlagschulter
    29
    Phase
    30
    Phase
    31
    Spielausgleichselement
    32
    Tellerfeder
    33
    Anlagefläche

Claims (8)

  1. Wellenanordnung, umfassend eine Welle (2) sowie wenigstens ein Wälzlager (7) umfassend einen auf einem wellenseitigen Lagersitz (15) angeordneten Innenring (10), wobei der Innenring (10) mit einer am Innenumfang vorgesehenen Umfangsfläche (22) auf dem Lagersitz (15) mit radialem Presssitz aufgenommen und über einen axialen Formschluss (17) axial in einer Richtung gesichert ist, und der Innenring (10) über einen Anschlag axial in die entgegengesetzte Richtung gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (2) ein den Anschlag bildendes Zahnrad (4) sitzt, an dem der Innenring (10) axial abgestützt ist.
  2. Wellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Innenring (10) wenigstens ein radial nach innen vorspringendes Formschlusselement (23) vorgesehen ist, das in eine über eine axiale Anschlagschulter (28) begrenzte wellenseitige Aufnahme (26) eingreift.
  3. Wellenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Formschlusselement (23) ein umlaufender Ringbund (24) und die Aufnahme (26) eine umlaufende Nut (27) ist.
  4. Wellenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formschlusselement (23), insbesondere der Ringbund (24), unmittelbar an die Umfangsfläche (22) und die Aufnahme (26), insbesondere die Nut (27), unmittelbar an den Lagersitz (15) anschließt.
  5. Wellenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Welle (2) axial vor dem Lagersitz (15) und/oder am Innenring (10) axial vor dem Formschlusselement (23) eine Fase (29, 30) vorgesehen ist.
  6. Wellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Welle (2) eine axiale Schulter, die den Anschlag bildet, vorgesehen ist.
  7. Wellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (10) über wenigstens ein Spielausgleichselement (31), insbesondere eine Tellerfeder (32), axial abgestützt ist.
  8. Wellenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) eine Zwischen- oder Umlenkwelle eines Getriebes, insbesondere eines Automatik- oder E-Achsgetriebes ist.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19631725A1 (de) 1995-09-02 1997-03-06 Luk Lamellen & Kupplungsbau Mechanische Sicherung für Bauteile
DE102015208379A1 (de) 2015-05-06 2016-11-10 Aktiebolaget Skf Verbrennungskraftmaschine
DE102016008824A1 (de) 2016-07-19 2018-02-15 Gebrüder Reinfurt GmbH & Co. KG Wälzlageranordnung und Röntgenröhrenlagerung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19631725A1 (de) 1995-09-02 1997-03-06 Luk Lamellen & Kupplungsbau Mechanische Sicherung für Bauteile
DE102015208379A1 (de) 2015-05-06 2016-11-10 Aktiebolaget Skf Verbrennungskraftmaschine
DE102016008824A1 (de) 2016-07-19 2018-02-15 Gebrüder Reinfurt GmbH & Co. KG Wälzlageranordnung und Röntgenröhrenlagerung

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