DE1902254C - Korrosionsschutz und Anstellung von Wälzlagern - Google Patents

Description

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Die Lrfindung betrifft den Korrosionsschutz und die Anstellung von Wälzlagern, insbesondere Kegelrollenlagern einer itiizelwelle in den Achsgetrieben von Kraftfahrzeugen.

Von den Hinterachsgetrieber. in Personcp.kraftwa- »° gen wird heute allgemein ein möglichst geräuscharmer Lauf gefordert. Dafür ist in erster Linie die genaue Ausführung der Zahnrader ausschlaggebend; daneben spielt jedoch auch die Starrheit der Wälzlager der Getriebewellen eine große Rolle. Selbst für Lastkraft- *5 wagen und Omnibusse, bei denen ein geräuscharmer Getriebelauf von geringerer Bedeutung ist, fordert man eine starre Lar.Tung des Ritzels in einem Achsgetriebe. Dadurch will man ein möglichst genaues Kämmen der Zähne des Ritzels und des Tellerrades erzielen, was Voraussetzung f^i;r hohe Lebensdauer und für gelingen Verschleiß der Zahl.räder ist. Die erforderliche Starrheit der Lagerung wird in den meisten Fällen durch den paarweise vorgesehenen Einbau von anstellbaren Wälzlagern, wie z.B. Kegclrollenlagern, erreicht.

Die maximale Starrheit einer Lagerung mit zwei gegeneinander angestellten Kegelrollenlagern ergibt r.ich theoretisch bei einer Vorspannkraft von 40 ⁰O der von der Lagerung aufzunehmenden Axialkraft. Die axiale Federung beträgt dann nur die Hälfte des Betrags, der bei einer gleichartigen Lagerung ohne Vorspannkraft auftreten würde, !n der Praxis wird mit Rücksicht auf die Lebensdauer der Wälzlager und die tatsächlichen Kraftverhältnisse im Achsgetriebe für die Vorspannkraft ein Wert von etwa 30 °/o der axialen Belastung des Ritzt's bei maximalem Motordrehmoment und einem mittleren Fahrgang gewählt.

Aus dem bisher Gesagten geht hervor, daß eine wesentliche Über- oder Unterschreitung des optimalen Wertes für die Vorspannkraft einer Ritzellagerung einen negativen Einfluß auf das Getriebegeräusch sowie auf Verschleiß und Lebensdauer von Zahnrädern bzw. Wälzlagern ausübt. Es ist deshalb anzustreben, daß dieser Wert möglichst genau eingehalten wird.

In der Praxis sind verschiedene Verfahren zur Montage und Anstellung der Ritzelwellenlager bekannt. Im Normalfall werden dabei zuerst dieWälzlager mit dem später im Getriebe verwendeten Hypoidöl benetzt. Danach erfolgt der Einbau und die Anstellung, ζ. B. unter Verwendung einer nach den Lagerund Gchäuseniaßen sowie der gewünschten Vorspannung ausgewählten Abstandshülse und einer Wellenmutter, was hier jedoch nicht näher beschrieben werden soll. Nach der Anstellung wird die tatsächlich erreichte Vorspannung gemessen und nötigenfalls die Anstellung mit einer anders bemessenen Abstandshvjse wiederholt. Bei der Serienmontagc von Hinterachsgetrieben sind auch automatische Anstcllvornchtungen im Gebrauch, wobei die Luger, zwischen denen sich eine verformbare Abstandshülse beiindei. über eine Wellenmulter angestellt werden. Bei Krrei chen einer bestimmten Vorspannung schaltet die Vm richtung selbsttätig ab.

Da die Vorspannkrafl nicht direkt gemessen weiden kann, werden bei den bekannten Verfab-en und Vorrichtungen im allgemeinen die Verformungen m den Lagen- oder das Reibungsmoment der Lagerung, das bei niedrigen Drahzahlen unabhängig von tk-i Drehzahl der Vorspannkraft proportional ist, zur Einiittlung der Vorspannkraft herangezogen. Bei Bestimmung der Anstellung über die Messung des Rl-I-bungsmonKiils wird das Ritzel angetrieben, maximal mit etwa 200 U/min, und das von der Reibung in den mit Hypoidöl geschmierten Lagern hei rührende Drehmoment am Gehäuse durch eine geeignete MeB vorrichtung festgestellt und zur Steuerung des Anstellvorgangs benutzt oder daraus die Vorspannkraft bestimmt.

Es wurden nun in den letzten Jahren Kegelrollenlager entwickelt, bei denen die Rauhtiefe der Rollenstirn- und Führungsbordflächen infolge verbessertet Herstellungsverfahren sehr klein ist und die Form des Führungsbords so gewählt wurde, daß sich die bestmögliche hydrodynamische Schmierung zwischen Rolle und Bord ergibt. Diese Lager haben den Vorteil, daß sie bereits nach kurzer Fahrzeit eingelaufen sind und daß die Lagerreibung sehr gering ist, sie reigen jedoch bei Schmierung mit Hypoidöl im Drehzahlbereich von 20 bis 50 U/min ein ausgeprägtes Minimum des Reibungsmoments. In Fig. 1 ist z.B. eine Kurve dargestellt, die die Abhängigkeit des Reibungsmoments von der Drehzahl bei einer Ausführung derartiger Kegelrollenlager angibt. Dazu wurde eine große Anzahl von Lagern gleicher Abmessungen bei einer die Vorspannung simulierenden Axialbeiastung von 500 kg und Schmierung durch ein Hypoidöl SAE-90 mit einer Viskosität von 500 cSt bei 20° C durchgemessen und wurden die Mittelwerte des Reibungsmoments über der Drehzahl aufgetragen. DiT Verlauf der Kurve zeigt, daß das Reibungsmoment in dem für die Anstellung wichtigen Drehzahlbereich von 0 bis 200 U/min sehr stark von der Drehzahl abhängig ist. Das bedeutet nun, daß in der Praxis bei der Messung des Reibungsmoments immer eine bestimmte Drehzahl konstant eingehalten werden muß, da bei unterschiedlichen Drehzahlen sehr große Streuungen in der Vorspannkraft auftreten. Diese Forderung kann mit den bisher bei der Anstellung der Wälzlager verwendeten Einrichtungen nicht befriedigend erfüllt werden, wodurch die Anwendung von Kegelrollenlagern mit günstiger Rolle-Bord-Berührung erschwert wird.

Es ist festzuhalten, daß die Verwendung von ölen mit flacher Viskositäts-Temperaturkurve zur Schmierung von Lagern — allerdings im Betriebszustand — an und für sich bekannt ist.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine einfache und genaue Bestimmung der Vorspannkraft bei der Montage von anstellbaren Wälzlagern, insbesondere Kegelrollenlagern für die Ritzelweiie der Achsgetriebe von Kraftfahrzeugen, zu ermöglichen, ohne Veränderungen an den gebräuchlichen Anstell- und Meßeinrichtungen oder zusätzliche Arbeitsgänge nötig zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Einbau und bei der Anstellung der

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JLagcr während der Messung des Reibungsinomeiits ils Maß für die Vorspannung in den Lagern ein Korfosionsschutzül verwendet wird, das bzw. dessen Grundöl eine Viskosität von maximal 25 cSt bei 20° C aufweist. Das heißt, es werden anstellbare Wälzlager montiert, die vor dem Einbau sowie während des Einbaus und der Anstellung besagtes Korrosionssehutzöl enthalten. Es hat sich nämlich gezeigt, daß durch die Verwendung eines derartigen Öls das Reibungsmomeniminimum bei Kegelrollenlagern mit günstiger Rolle-Bord-Berührung so zu höheren Drehzahlen verschoben wird, daß sich in dem für die Anstellung wichtigen Drehzahlbereich nur eine geringe Drehzahlabhängigkeit des Reibung'jiTioments ergibt. Somit kann auch bei diesen Lagern unabhängig von der Drehzahl mit ausreichendet Genauigkeit vom Reibungsmoment auf die Vorspannung geschlossen werden, so daß diese Lager nach den bekannten Verfahren und mit den vorhandenen Einrichtungen angestellt werden können.

In F i g. 2 ist eine Kurve dargestellt, die die Abhängigkeit des Reibungsmoments von der Drehzahl bei Schmierung durch ein Korrosionsschutzöl mit der Viskosität von 19 cSt bei 20° C angibt. Es wurden die gleichen Kegelrollenlager, an denen bereits die Messungen bei Schmierung durch Hypoidöl vorgenommen wurden, verwendet. Die der Vorspannung entsprechende Axialbelastung betrug wieder 500 kg. Im Gegensatz zur Fig. 1 zeigt die Kurve einen nur schwachen Abfall. Die Änderung des Reibungsmoments von 0 bis 200 U/min beträgt etwa 30° υ und liegt damit durchaus im zulässigen Bereich, da in der Praxis solche großen Drehzahldifferenzen bei de; Messung des Reibungsmoments nicht auftreten.

Bei Schmierung durch ein öl mit der Viskosität \ on 25 cSt bei 20° C ergibt sich bei den gleichen Versuchsbedingungen eine etwa doppelt so große Neigung der Reibungsmoment-Drehzahl-Kennlinie und damit eine

ίο entsprechend stärkere Drehzahiabhängigkeit des Reibungsmoments, so daß die Verwendung eines Öls mil einer größeren Viskosität als 25 cSt bei 20'"' C nicht mehr so vorteilhaft ist.

Im Rahmen der Erfindung können verschiedene Korrosionsschutzöle Verwendung finden. Ihnen wer den notwendigenfalls Additive zur Verbesserung der Haftfähigkeit und wegen ihrer sehr geringen Viskosität Additive zur Vermeidunp von Gleitflächenbeschädigungen beigegeben. Das Oi wird bereits beim WaIz- lagerhersteller, z. B. durch Tauchen, in die Lager eingebracht, so daß die Lager nach dem Auspacken sofort einbaufertig sind. Der bisher zusätzlich notwendige Arbeitsgang des Auswaschens von Korrosionsschutzmitteln und des Benetzens mit Hypoidöl fällt

as dadurch weg.

Die erfrndungsgemäße Verwendung von Ölen ist nicht auf Kegelrollenlager beschränkt, sondern kann nötigenfalls sinngemäß auf andere anstellbare Wälzla-

• ger übertragen weiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung von Korrosionsschutzöl, das bzw. dessen Grundöl eine Viskosität von maximal 25cSt bei 20" C aufweist, in anstellbaren Wälzlagern, insbesondere Kegel rollenlager^ für die RU-zeKvelle der Achsgetriebe von Kraftfahrzeugen, vor dem Einbau und bei der Anstellung der Lager während der Messung des Reibungsmoments als i& Mali für die Vorspannung.