DE1630902B2 - Lageranordnung für drehbare Getriebeteile in einem Getriebegehäuse aus Leichtmetall, insbesondere für das Ausgleichgetriebegehäuse in einem Achsgetriebegehäuse eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung für drehbare Getriebeteile in einem Getriebegehäuse aus Leichtmetall, insbesondere für das drehbare Ausgleichgetriebegehäuse in einem Achsgetriebegehäuse eines Kraftfahrzeuges, bei der das eine geringere Wärmeausdehnung als das Achsgetriebegehäuse aufweisende Ausgleichgetriebegehäuse mittels in räumlichem Abstand angeordneter Kegelrollenlager im Achsgetriebegehäuse gelagert ist, wobei die Kegelrollenlager mit einander zugekehrten Scheitelpunkten ihrer Druckwinkel in in Ausnehmungen des Achsgetriebegehäuses geführten und an diesem befestigten Lagerkörpern unter axialer Vorspannung gelagert sind und daß Maß der Vorspannung der Kegelrollenlager der unterschiedlichen Wärmeausdehnung von Achsgetriebegehäuse und Ausgleichgetriebegehäuse sowie der Eigenelastizität des Achsgetriebegehäuses angepaßt ist.

Die Lagerung von Getriebewellen in Gehäusen aus Leichtmetall ist im Hinblick auf die unterschiedliche Wärmedehnung zwischen dem Gehäuse einerseits und der Welle einschließlich der auf ihr angebrachten Antriebsglieder aus Stahl andererseits mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Dabei ist es notwendig (DT-AS 1171273), den Kegelrollenlagern der Welle mit Hilfe der Lagerkörper eine Vorspannung in axialer Richtung zu erteilen, die über das Maß der aufzunehmenden Belastung hinaus noch die Wärmedehnung des Gehäuses zwischen den Lagerstellen berücksichtigt. ■ ( Das Anzugsmoment, das hierzu aufgebracht werden muß, ist beträchtlich und erreicht Größenordnungen, die bei Dauerbelastung an den Verschraubungsstellen der Lagerkörper zu Deformationen des Gehäuses führen, wodurch auch die Lagerkörper selbst verformt werden und somit nicht mehr gebrauchsfähig sind. Darüber hinaus sind Lagerhülsen für endseitig in Kugellager gelagerte hochtourige Spindeln von elektrischen Handschleifern bekannt (DT-PS 8 84 888), an deren antriebsseitigem Ende ein Kugellager angeordnet ist, dessen Innenlauffläche in die Spindel eingeschliffen ist.

Der Außenring des Kugellagers ist mit einer sich an der Lagerhülse abstützenden membranartigen Federscheibe axial gesichert, in welcher ein Paßring zur Aufnahme des Außenringes befestigt ist. Durch diese membranartige Federscheibe kann zwar z. B. ein Längsschlag der Spindel federnd aufgenommen werden, jedoch hat sich hierbei der erhöhte Fertigungs- und Montageaufwand als besonders nachteilig erwiesen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Lageranordnung zu schaffen, bei welcher man unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Längendehnungen zwischen dem Gehäuse einerseits und der Welle einschließlich der auf ihr angebrachten Antriebsglieder aus Stahl andererseits mit einer geringen Vorspannkraft für die Kegelrollenlager auskommt und somit die im Bereich der Lagerkörper auftretenden Deformationen auf ein Mindestmaß beschränkt werden.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die eine der beiden die Lagerkörper aufweisenden Seitenwandungen des Achsgetriebegehäuses eine geringere Wandstärke besitzt als die Wandstärke der gegenüberliegenden Seitenwandung. Dadurch wird eine Lageranordnung geschaffen, bei welcher die Welle in ihren zugehörigen Kegelrollenlagern sich nach einer der Gehäusewandungen auszurichten vermag und man mit geringen Anzugsmomenten für die Lagerkörper auskommt. Neben einer sicheren Beherrschung des Laufspiels der Kegelrollenlager wird somit auch die Gefahr bleibender Verformung vermindert. Um bei einer Lageranordnung, bei der das das drehbare Ausgleichgetriebegehäuse aufnehmende Achsgetriebegehäuse aus Leichtmetall aus einem mit Versteifungsrippen versehenen Hohlkörper mit einer durch einen Dekkel verschließbaren Einbauöffnung besteht, im Bereich

der Einbauöffnung der Welle dieselbe Formsteifigkeit des Gehäuses zu wahren, wie in den übrigen Zonen, ist es vorteilhaft, wenn die die Lagerkörper aufnehmenden Seitenwandungen zumindest im Bereich zwischen der Ebene der Ausnehmung für die Lagerkörper und der Einbauöffnung für das Ausgleichgetriebegehäuse mit Versteifungsrippen versehen sind, wobei die mit Versteifungsrippen besetzte Fläche an der Seitenwandung mit geringerer Wandstärke kleiner ist als an der Seitenwandung mit größerer Wandstärke. Sind die die Außenringe der Kegelrollenlager aufnehmenden Lagerkörper mittels einer Zentrierfläche in den Ausnehmungen der Seitenwandungen zentriert und durch am Umfang verteilte Stehbolzen und Muttern befestigt, so wird eine klemmfreie Aufnahme der Lagerkörper in den Gehäusewandungen dadurch erhalten, daß die Zentrierfläche der Lagerkörper im Bereich der Stehbolzen auf ihrer gesamten axialen Erstreckung gegenüber der Lagerfläche in den Ausnehmungen freigestellt ist. Für eine einwandfreie und betriebssichere Lagerung des Ausgleichgetriebes ist es besonders vorteilhaft, daß die den Lagerkörper aufnehmende Seitenwandung, die dem Tellerrand des Ausgleichgetriebes zunächst liegt, eine Wandstärke aufweist, die größer ist als die ,Wandstärke der gegenüberliegenden Seitenwandung, die den anderen Lagerkörper aufnimmt.

In den Zeichnungen, welche eine beispielsweise Ausführungsform der Lageranordnung des Ausgleichgetriebes in einem Achsgetriebegehäuse aus Leichtmetall nach der Erfindung zeigen, sind

F i g. 1 ein Querschnitt durch das Achsgetriebegehäuse mit der Lageranordnung eines Ausgleichgetriebes,

F i g. 2 ein Schnitt nach der Linie H-II der F i g. 1,

Fig.3 eine Einzelheit der Lagerkörperverschraubung am Achsgetriebegehäuse nach der F i g. 1 in größerem Maßstab und

F i g. 4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3.

Das Ausgleichgetriebe 1 besteht aus Ausgleichrädern 2 und Achswellenrädern 3, die mit den Achswellen 4 und 5 für die im einzelnen nicht gezeigten Fahrzeugräder verbunden sind. Die Ausgleichräder 2 und 3 des Ausgleichgetriebes sind in einem Hohlraum 6 eines Ausgleichgetriebegehäuses 7 angeordnet, an welchem zugleich ein das Ausgleichgetriebe antreibendes Tellerrad 8 befestigt ist. Das Tellerrad 8 steht mit einem Ritzel 9 auf der Getriebeabtriebswelle 10 in Eingriff, die von der Getriebeantriebswelle 11 durchsetzt wird. Der Antrieb des Ausgleichgetriebes 1 erfolgt über ein im einzelnen nicht dargestelltes, mehrstufiges Geschwindigkeitswechselgetriebe. Die Getriebeabtriebswelle 10 ist mittels eines Kugellagers 12 in einer Stirnwand 13 und unter Vermittlung eines Rollenlagers 14 in einer Zwischenwand 15 eines Getriebegehäuses 16 gelagert, das aus einer Leichtmetallegierung mit überwiegendem Magnesiumanteil besteht. Das Rollenlager 14 ist in einer aus Grauguß od. dgl. bestehenden Lagerhülse 17 gehalten, die in das Getriebegehäuse 16 eingegossen ist.

Zur Lagerung des umlaufenden Ausgleichgetriebegehäuses 7 in Seitenwandungen 18 und 19 des Getriebegehäuses 16 ist dieses 7 mit Naben 20 und 21 versehen, auf welche teilbare Kegelrollenlager 22 und 23 aufgeschoben und durch Anschläge 24 in axialer Richtung gehalten sind. Da die Lagerung des Ausgleichgetriebegehäuses auf beiden Seiten gleich ausgebildet ist, wird im folgenden nur eine Lagerseite beschrieben. Der abnehmbare Außenring 25 des Kegelrollenlagers 22 ist in einen Lagerkörper 26 eingepaßt, welcher gleichfalls aus einer Leichtmetallegierung besteht. Der Lagerkörper 27 der gegenüberliegenden Lagerseite ist maßgleich ausgeführt. Der Lagerkörper 26 ist an seinem Umfang mit einer Zentrierfläche 28 (Fig.3) in einer entsprechenden Ausnehmung 29 der Seitenwandung 18 zentriert und mit einem Flansch 30 zur Befestigung am Getriebegehäuse 16 versehen. Zur Befestigung des Lagerkörpers dienen mehrere am Umfang der Ausnehmung 29 verteilt angeordnete Stehbolzen 31 mit einer Mutter 32. Die Befestigung der Lagerkörper 26 und 27 erfolgt unter Vermittlung von Distanzscheiben 33, welche zur Einstellung der Vorspannung der Kegelrollenlager in axialer Richtung und zur Einstellung der Zahneingriffsfläche zwischen dem Tellerrand und dem mit diesem kämmenden Ritzel dienen.

Zum Einführen des als Baueinheit vormontierten Ausgleichgetriebes in die Ausnehmungen 29 ist das Getriebegehäuse 16 an seiner Unterseite mit einer Einbauöffnung 34 versehen, die den gesamten Bereich zwischen der Stirnwand 13, der Zwischenwand 15 bzw. den Seitenwandungen 18 und 19 umfaßt Die Einbauöffnung 34 ist durch einen Deckel 35 verschließbar. Die Seitenwandung 18 ist auf ihrer gesamten Fläche mit einer Wandstärke a ausgeführt, die geringer ist als die Wandstärke b der Seitenwandung 19, die dem Tellerrad 8 zunächst liegt. Zwischen der Einbauöffnung 34 und den Ausnehmungen 29 für die Lagerkörper 26 bzw. 27 ist das Getriebegehäuse 16 mit Versteifungsrippen 36 besetzt, die als Kühlrippen ausgeführt sind, um gleichzeitig die Wärmeausdehnung des Getriebegehäuses herabzusetzen. Während die Versteifungsrippen 36 entlang der Seitenwandung 19 ununterbrochen ausgeführt sind, werden die einzelnen Versteifungsrippen an der Seitenwandung 18, wie in F i g. 2 strichpunktiert angedeutet, auf einer entsprechenden Länge c ausgeschnitten, um die relative Nachgiebigkeit dieser Seitenwandung zu erhalten. Zur Montage der in die Ausnehmungen 29 eingeführten Baueinheit wird zunächst der Lagerkörper 27 an der stärker ausgeführten Seitenwandung 19 befestigt und anschließend der Lagerkörper 26 auf die Stehbolzen 31 aufgeschoben und festgespannt. Durch eine entsprechende Anzahl von Distanzscheiben 33 werden die Kegelrollenlager in der Drehachse X-X mit einer Kraft vorgespannt, die neben der auftretenden Lagerbelastung auch die Wärmedehnung des Getriebegehäuses 16 berücksichtigt. Das hierfür notwendige Anzugsmoment ist reduziert um das Maß, welches die Seitenwandung 18 in der Anzugsrichtung, etwa nach Art einer Feder mit flacher Kennung, nachzugeben vermag. Die aus dem Anzugsmoment resultierenden möglichen Deformationen im Bereich der Stehbolzen 31 werden dadurch ausgeglichen, daß die Zentrierfläche 28 der Lagerkörper 26 und 27 im Bereich der Stehbolzen mit einer Abflachung 37 versehen ist, die sich über die gesamte Länge ihrer Anlagefläche in der Ausnehmung 29 erstreckt Ferner ist, um die Wärmedehnung der Lagerkörper 26 und 27 auszugleichen, auch ihre Dichtfläche 38 mit Spiel gegenüber der sie umgebenden Ausnehmung 29 gehalten. Die Abdichtung selbst erfolgt durch einen Dichtring 39.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lageranordnung für drehbare Getriebeteile in einem Getriebegehäuse aus Leichtmetall, insbesondere für das drehbare Ausgleichgetriebegehäuse in einem Achsgetriebegehäuse eines Kraftfahrzeuges, bei der das eine geringere Wärmeausdehnung als das Achsgetriebegehäuse aufweisende Ausgleichgetriebegehäuse mittels in räumlichem Abstand angeordneter Kegelrollenlager im Achsgetriebegehäuse gelagert ist, wobei die Kegelrollenlager mit einander zugekehrten Scheitelpunkten ihrer Druckwinkel in in Ausnehmungen des Achsgetriebegehäuses geführten und an diesem befestigten Lagerkörpern unter axialer Vorspannung gelagert sind und das Maß der Vorspannung der Kegelrollenlager der unterschiedlichen Wärmeausdehnung von Achsgetriebegehäuse und Ausgleichgetriebegehäuse sowie der Eigenelastizität des Achsgetriebegehäuses angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden die Lagerkörper (26 bzw. 27) aufweisenden Seitenwandungen (18 bzw. 19) des Achsgetriebegehäuses (16) eine geringere Wandstärke (a) besitzt als die Wandstärke (b) der gegenüberliegenden Seitenwandung.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der das das drehbare Ausgleichgetriebegehäuse aufnehmende Achsgetriebegehäuse aus Leichtmetall aus einem mit Versteifungsrippen versehenen Hohlkörper mit einer durch einen Deckel verschließbaren Einbauöffnung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lagerkörper (26 bzw. 27) aufnehmenden Seitenwandungen (18 bzw. 19) zumindest im Bereich zwischen der Ebene der Ausnehmung (29) für die Lagerkörper und der Einbauöffnung (34) für das Ausgleichgetriebegehäuse (7) mit Versteifungsrippen (36) versehen sind, wobei die mit Versteifungsrippen besetzte Fläche an der Seitenwandung (18) geringerer Wandstärke (a) kleiner ist als an der Seitenwandung (19) größerer Wandstärke (b).

3. Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der die die Außenringe der Kegelrollenlager aufnehmenden Lagerkörper mittels einer Zentrierfläche in den Ausnehmungen der Seitenwandungen zentriert und durch am Umfang verteilte Stehbolzen und Muttern befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierfläche (28) der Lagerkörper (26, 27) im Bereich der Stehbolzen (31) auf ihrer gesamten axialen Erstreckung gegenüber der Lagerfläche in den Ausnehmungen (29) freigestellt ist.

4. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Lagerkörper (27) aufnehmende Seitenwandung (19) die dem Tellerrad (8) des Ausgleichgetriebes (1) zunächst liegt, eine Wandstärke (b) aufweist, die größer ist als die Wandstärke (a) der gegenüberliegenden Seitenwandung (18), die den anderen Lagerkörper (26) aufnimmt.