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DE102013214869A1 - Unsymmetrisches Kegelrollenlager zur Lagerung eines Getrieberades an einer Getriebewelle - Google Patents

Unsymmetrisches Kegelrollenlager zur Lagerung eines Getrieberades an einer Getriebewelle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerbaugruppe für ein Getriebe zur Lagerung eines Getrieberades (1) an einer Getriebewelle (2), umfassend ein zweireihiges unsymmetrisches Kegelrollenlager (4) in O-Anordnung mit einer ersten Reihe von Kegelrollen (4a), die an das Wellenende (3) angrenzt und einer zweiten Reihe von Kegelrollen (4b), die an der ersten Reihe von Kegelrollen (4a) angrenzt, wobei die beiden Reihen von Kegelrollen (4a, 4b) zwischen einem an dem Getrieberad (1) angeordneten gemeinsamen Außenring (5) und jeweils einem an der Getriebewelle (2) angeordnetem Innenring (6a, 6b) angeordnet sind, wobei ein erster spitzer Druckwinkel (7a) an der ersten Reihe von Kegelrollen (4a) ungleich einem zweiten spitzen Druckwinkel (7b) an der zweiten Reihe von Kegelrollen (4b) ist. Erfindungsgemäß ist der erste Druckwinkel (7a) mindestens 3° kleiner ist als der zweite Druckwinkel (7b).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lagerbaugruppe für ein Getriebe zur Lagerung eines Getrieberades an einer Getriebewelle, umfassend ein zweireihiges unsymmetrisches Kegelrollenlager in O-Anordnung mit einer ersten Reihe von Kegelrollen, die an einem Wellenende angrenzt und einer zweiten Reihe von Kegelrollen, die an der ersten Reihe von Kegelrollen angrenzt, wobei die beiden Reihen von Kegelrollen zwischen einem an dem Getrieberad angeordneten gemeinsamen Außenring und jeweils einem an der Getriebewelle angeordnetem Innenring angeordnet sind, wobei ein erster spitzer Druckwinkel an der ersten Reihe von Kegelrollen ungleich einem zweiten spitzen Druckwinkel an der zweiten Reihe von Kegelrollen ist.
  • Gebiet der Erfindung
  • Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf eine Lagerbaugruppe für Automatikgetriebe, insbesondere für Planetengetriebe, die im Fahrzeugbau eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden solche Getriebe zum Achsantrieb eingesetzt. Über einen von einer Getriebewelle angetriebenen Stirnabtrieb werden Kräfte und Drehmomente an einem Differentialkorb übertragen. Die Getriebewelle weist in der Regel eine angestellte Lagerung auf.
  • Aus dem allgemein bekannten Stand der Technik sind Getriebewellen in Fahrzeuggetrieben bekannt, welche mittels eines zweireihigen Schrägkugellagers in O-Anordnung gelagert sind. So gehen beispielsweise aus den Dokumenten DE 10 2009 026 709 A1 und DE 10 2009 026 710 A1 Anordnungen in einem Planetengetriebe hervor, die eine solche Lagerbaugruppe aufweisen.
  • Ebenso sind auch Lagerbaugruppen bekannt, die ein zweireihiges Kegelrollenlager aufweisen. So geht beispielsweise aus dem Dokument EP 1 321 687 B1 eine Lagerbaugruppe einer Ritzelwelle hervor, die durch ein zweireihiges Kegelrollenlager auslegeartig an einem feststehenden Teil getragen wird. Diese umfasst die Ritzelwelle, an der ein Ritzel vorhanden ist, eine erste Reihe von Kegelrollen, die an das Ritzel angrenzen und eine zweite Reihe von Kegelrollen, die in Bezug auf die erste Reihe von Kegelrollen von dem Ritzel entfernt sind. Ein innerer Ring bildet die ersten Laufbahnflächen und ist an der Ritzelwelle befestigt. Ein äußerer Ring bildet die zweiten Laufbahnflächen und ist an dem feststehenden Teil befestigt. Die erste Reihe von Kegelrollen sowie die zweite Reihe von Kegelrollen sind zwischen den ersten und den zweiten Laufbahnflächen angeordnet. Der Kontaktwinkel der ersten Reihe von Kegelrollen wird durch einen spitzen Kontaktwinkel zwischen der ersten Reihe von Kegelrollen und der zweiten Laufbahnfläche einerseits und der Achse des Ritzels andererseits gebildet. Der Kontaktwinkel der zweiten Reihe von Kegelrollen wird durch einen spitzen Kontaktwinkel zwischen der zweiten Reihe von Kegelrollen und der zweiten Laufbahnfläche einerseits und der Achse des Ritzels andererseits gebildet. Um die Lagersteifigkeit und Lebensdauer zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass der Kontaktwinkel der ersten Reihe von Kegelrollen an der Ritzelwelle so eingestellt ist, dass er größer ist als der Kontaktwinkel der zweiten Reihe von Kegelrollen an der Ritzelwelle. Ferner soll der Kontaktwinkel der ersten Reihe der Kegelrollen auf einen Wert größer als 23° eingestellt sein und der Kontaktwinkel der zweiten Reihe von Kegelrollen auf einen Wert kleiner als 23° eingestellt sein.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lagerbaugruppe zur Lagerung eines Getrieberades an einer Getriebewelle weiter zu verbessern, indem die Tragzahl und somit die Lebensdauer der Lagerbaugruppe weiter gesteigert werden.
  • Die Aufgabe wird ausgehend von einer Lagerbaugruppe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen wieder.
  • Erfindungsgemäß ist der erste Druckwinkel mindestens 3° kleiner als der zweite Druckwinkel. Unerwarteterweise hat sich gezeigt, dass die Differenz zwischen den beiden Druckwinkeln mindestens einen Wert von 3° betragen muss, um ein ausreichendes Ungleichgewicht der Belastung in radialer und axialer Richtung zu gewährleisten, wodurch die Tragzahl und somit die Lebensdauer des Kegelrollenlagers verbessert werden kann. Dadurch wird die Aufnahmefähigkeit des Kegelrollenlagers von axialen und radialen Kräften erheblich erhöht.
  • Besonders bevorzugt beträgt eine Differenz zwischen dem zweiten Druckwinkel und dem ersten Druckwinkel höchstens 10°. Mit anderen Worten ist der erste Druckwinkel höchstens 10° kleiner als der zweite Druckwinkel. Bei einer Überschreitung dieser maximalen Differenz zwischen den beiden Druckwinkeln wird das Ungleichgewicht der Belastung des Kegelrollenlagers zu groß, so dass die Tragzahl und somit auch die Lebensdauer des Kegelrollenlagers herabgesetzt werden.
  • Vorzugsweise sollte je nach zu erwartenden Axial- und Radialkräften der erste Druckwinkel mindestens 15° aber höchstens 21° betragen und der zweite Druckwinkel mindestens 20° aber höchstens 26° betragen.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der erste Druckwinkel 18,09° beträgt und der zweite Druckwinkel 23,5° beträgt. Diese Werte der beiden Druckwinkel ermöglichen eine besonders hohe Lebensdauer.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine axiale Breite der Kegelrollen der ersten Reihe zwischen 25% und 40% größer ist, als eine axiale Breite der Kegelrollen der zweiten Reihe. Vorzugsweise beträgt die axiale Breite der Kegelrollen der ersten Reihe 6,5 bis 7,1 cm und die axiale Breite der Kegelrollen der zweiten Reihe 4,8 bis 5,4 cm. Aus dem Ungleichgewicht der Belastung zwischen den beiden Reihen von Kegelrollen resultieren unterschiedlich große Kräfte, die auf die Kegelrollen in der jeweiligen Reihe wirken. Um die Lebensdauer der Lageranordnung weiter zu steigern, ist es daher von Vorteil, das Abmass der Kegelrollen, wie zuvor beschrieben, an die Belastung anzupassen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Lagerbaugruppe innerhalb eines Getriebes.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • Gemäß 1 weist eine Lagerbaugruppe für ein Getriebe eines Fahrzeugs ein zweireihiges unsymmetrisches Kegelrollenlager 4 auf, das zwischen einem Getrieberad 1 und einer Getriebewelle 2 angeordnet ist. Das Kegelrollenlager 4 weist eine erste Reihe von Kegelrollen 4a und eine zweite Reihe von Kegelrollen 4b auf. Die beiden Reihen von Kegelrollen 4a, 4b wälzen zwischen einem gemeinsamen Außenring 5 und jeweils einem Innenring 6a, 6b ab. Der Außenring 5 ist an dem Getrieberad 1 angeordnet und die beiden Innenringe 6a, 6b sind an der Getriebewelle 2 angeordnet. Die erste Reihe von Kegelrollen 4a grenzt an einem Wellenende 3 der Getriebewelle 2 an. Mit anderen Worten folgt in Längsrichtung der Getriebewelle 2 nach dem Wellenende 3 zunächst die erste Reihe von Kegelrollen 4a und dann die zweite Reihe von Kegelrollen 4b. Ein erster Druckwinkel a an der ersten Reihe von Kegelrollen 4a weist einen Wert von 18,09° auf. Ein zweiter Druckwinkel b an der zweiten Reihe von Kegelrollen 4b weist einen Wert von 23,5° auf. Die Kegelrollen 4a der ersten Reihe sind um ein Drittel größer als die Kegelrollen 4b der zweiten Reihe.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Getrieberad
    2
    Getriebewelle
    3
    Wellenende
    4
    Kegelrollenlager
    4a, 4b
    Kegelrollen
    5
    Außenring
    6a, 6b
    Innenring
    7a, 7b
    Druckwinkel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009026709 A1 [0003]
    • DE 102009026710 A1 [0003]
    • EP 1321687 B1 [0004]

Claims (9)

  1. Lagerbaugruppe für ein Getriebe zur Lagerung eines Getrieberades (1) an einer Getriebewelle (2), umfassend ein zweireihiges unsymmetrisches Kegelrollenlager (4) in O-Anordnung mit einer ersten Reihe von Kegelrollen (4a), die an das Wellenende (3) angrenzt und einer zweiten Reihe von Kegelrollen (4b), die an der ersten Reihe von Kegelrollen (4a) angrenzt, wobei die beiden Reihen von Kegelrollen (4a, 4b) zwischen einem an dem Getrieberad (1) angeordneten gemeinsamen Außenring (5) und jeweils einem an der Getriebewelle (2) angeordnetem Innenring (6a, 6b) angeordnet sind, wobei ein erster spitzer Druckwinkel (7a) an der ersten Reihe von Kegelrollen (4a) ungleich einem zweiten spitzen Druckwinkel (7b) an der zweiten Reihe von Kegelrollen (4b) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckwinkel (7a) mindestens 3° kleiner ist als der zweite Druckwinkel (7b).
  2. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz zwischen dem zweiten Druckwinkel (7b) und dem ersten Druckwinkel (7a) höchstens 10° beträgt.
  3. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckwinkel (7a) mindestens 15° aber höchstens 21° beträgt.
  4. Lageranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckwinkel (7a) 18,09° beträgt.
  5. Lageranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckwinkel (7b) mindestens 20° aber höchstens 26° beträgt.
  6. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckwinkel (7b) 23,5° beträgt.
  7. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad (1) als Abtriebsrad oder Zahnrad ausgebildet ist.
  8. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Breite der Kegelrollen (4a) der ersten Reihe zwischen 25% und 40% größer ist, als eine axiale Breite der Kegelrollen (4b) der zweiten Reihe.
  9. Planetengetriebe für ein Fahrzeug mit einer Lagerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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