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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Radlagereinheit, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Hintergrund der Erfindung
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Radlager bestehen aus einem Außenring und einer Radlagernabe und dazwischen angeordneten Wälzkörpern. Die Radlagernabe weißt einen radial nach außen gerichteten Radflansch auf, an welchem beispielsweise ein Rad befestigt werden kann. Bei bestimmten Fahrsituationen, beispielsweise beim Fahren durch ein Schlagloch oder gegen einen Bordstein, wirken axiale bzw. radiale Stöße auf den Radflansch bzw. die Radlagernabe ein. Diese Stöße verursachen, dass sich der Radflansch/ Radlagernabe in Richtung eines Außenrings der Radlagereinheit bewegt und gegen diesen stößt. Die dabei entstandenen Kräfte werden dann in das Wälzlager eingeleitet.
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Werden die Stöße zu heftig, so verursachen die meist härteren Wälzkörper Beschädigungen an den weniger harten Wälzkörperlaufbahnen, die mit Brinellierung bezeichnet wird. Die Eindrücktiefe dieser Beschädigungen wird auch Brinellierungstiefe genannt. Ist die Brinellierungstiefe der Beschädigungen in den Laufbahnen zu groß, stellt sich beim Betrieb des Lagers ein Geräusch in der im Fahrzeug ein.
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Aus der
EP 2 184 181 B1 ist eine Radlagereinheit bekannt, welche eine Radnabe mit einem Radflansch aufweist. Zwischen einem Außenring und der Radnabe ist ein Wälzlager angeordnet. Bei der beschriebenen Radlagereinheit wird durch eine bestimmte Spaltbreite die Beschädigung des Wälzlagers aufgrund eines seitlichen Stoßes d.h. eines axialen Stoßes vermieden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radlagereinheit zur Verfügung zustellen, welche die Beschädigung des Wälzlagers bei Einwirkung eines radialen Stoßes auf die Radlagereinheit vermindert.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Radlagereinheit mit einem äußeren Ringelement und einem inneren Ringelement, zwischen denen mindestens zwei Wälzkörperreihen angeordnet sind, wobei zwischen dem äußeren Ringelement und dem inneren Ringelement mindestens ein Mittel vorgesehen ist, dessen radiale Breite derart bemessen ist, dass das Mittel eine radiale Kraft aufnehmen kann und dabei die Wälzkörperreihen vor plastischer Verformung geschützt werden.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei bestimmten Fahrsituationen, beispielsweise das Fahren durch ein Schlagloch, radiale Stöße auf die Radlagereinheit einwirken. Dies führt dazu, dass die durch die Stöße verursachte Kraft direkt von dem entsprechenden Ringelement in die Wälzkörperreihen eingeleitet werden und zu einer Beschädigung der jeweiligen Wälzkörperlaufbahn führen. Bei der erfindungsgemäßen Radlagereinheit ist zwischen dem äußeren Ringelement und dem inneren Ringelement mindestens ein Mittel vorgesehen ist, dessen radiale Höhe derart bemessen ist, dass das Mittel eine radiale Kraft aufnehmen kann und dabei die Wälzkörperreihen vor plastischer Verformung geschützt werden. Das bedeutet, dass das Mittel bei einem radialen Stoß des inneren Ringelementes bzw. des äußeren Ringelementes, die dadurch einwirkende Kraft aufnimmt und derart in das andere Ringelemente ableitet, um eine Beschädigung des Wälzlagers und/ oder der Laufbahnen zu verhindern.
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Je nach Ausführungsform der Radlagereinheit, vorhandenen Bauraum und Anforderungen können auch mehrere Mittel vorgesehen sein.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich jeweils in einer axialen Richtung an die Wälzkörperreihen am äußeren Ringelement und/ oder am inneren Ringelement ein zylindrischer Abschnitt und das mindestens eine Mittel ist an einem dieser zylindrischen Abschnitte vorgesehen. Vorteilhaft an einem derartigen Aufbau ist, dass je näher das Mittel an den Wälzkörperreihen angeordnet ist, desto mehr werden die Laufbahnen entlastet bzw. die anfallende radial Kraft bei einem Stoß zumindest teilweise oder ganz in eines der Ringelemente abgeleitet.
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Vorzugsweise ist das mindestens eine Mittel zwischen den Wälzkörperreihen vorgesehen.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Mittel durch ein segmentartiges Element ausgebildet ist, welches an dem äußeren Ringelement oder an dem inneren Ringelement angeordnet ist. Dabei ist das segmentartige Element ist als ein separates Element ausgebildet, welches dabei direkt oder indirekt angebracht sein kann. Das segmentartige Element kann dabei aus dem gleichen Material wie das entsprechende Ringelement oder auch aus einem anderen Material, welches den Anforderungen entspricht, ausgebildet sein. Die Form des segmentartigen Elementes ist dabei abhängig von der Ausgestaltung der Radlagereinheit. Dabei ist es möglich das lediglich ein einzelnes segmentartiges Element vorgesehen ist oder auch mehrere über den Umfang verteilt angeordnet sind.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Mittel durch ein ringförmiges Teil ausgebildet ist, welches an dem äußeren Ringelement oder an dem inneren Ringelement angeordnet ist. Dabei ist das ringförmige Teil als ein separates Element ausgebildet, welches dabei direkt oder indirekt angebracht sein kann. Das ringförmige Teil kann dabei aus dem gleichen Material wie das entsprechende Ringelement oder auch aus einem anderen Material, welches den Anforderungen entspricht, ausgebildet sein. Das ringförmige Teil kann dabei umlaufen oder auch umlaufen mit Unterbrechung bzw. Unterbrechungen vorgesehen sein.
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Bevorzugterweise ist das Mittel kraft-, form- oder stoffschlüssig mit dem äußeren Ringelement oder dem inneren Ringelement verbunden. Dadurch wird sichergestellt, dass das Mittel in einer festgelegten Position über die Gebrauchsdauer verbleibt. Die Verbindungsart hängt von der Ausgestaltung des Mittels, d.h. beispielsweise Material, Form etc., ab.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Mittel, integral an dem äußeren Ringelement oder an dem inneren Ringelement ausgebildet. Dadurch ist es möglich, dass entsprechende Ringelement samt dem Mittel in einem Fertigungsschritt herzustellen. Eine weitere Verbindung des Mittels und des entsprechenden Ringelementes kann gemäß dieser Ausgestaltung entfallen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Mittel durch mindestens eine Kugel ausgebildet ist. Der Durchmesser der Kugek kann dabei größer, gleich oder kleiner der der Wälzkörperreihen sein. Die mindestens eine Kugel kann dabei lediglich bei einem radialen Stoß zum Tragen kommen, um den Stoß in eines der Ringelemente abzuleiten. Das bedeutet, dass bei normalem Betrieb der Radlagereinheit diese nicht berührend gegenüber dem äußeren und/ oder dem inneren Ringeelment wäre, d.h. diese wäre mit einem Spalt ausgebildet. Dies wirkt sich vorteilig auf die Reibung der Radlagereinheit aus. Alternativ wäre auch möglich, dass die Kugel bei Normalbetrieb des Radlagers mitläuft. Hierbei können auch mehrere Kugeln über den Umfang verteilt oder eine gesamte Kugelreihe vorgesehen sein. Denkbar ist auch, anstelle mindestens einer Kugel mindestens eine Rolle oder einen anderen zylinderförmigen Körpers vorzusehen. Auch hier ist der Durchmesser entsprechend den Anforderungen auszuwählen, d.h kleiner, größer oder gleich dem der Wälzkörperreihen.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von fünf Figuren dargestellt. Es zeigen:
- 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Radlagereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Radlagereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Radlagereinheit gemäß einer dritten Ausführungsform,
- 4 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Radlagereinheit gemäß einer vier Ausführungsform, und
- 5 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Radlagereinheit gemäß einer fünften Ausführungsform.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeig eine Radlagereinheit 1 gemäß einer ersten Ausführungsform, welche einem nicht dargestellten Fahrzeugrad zugeordnet ist. Die Radlagereinheit 1 umfasst ein äußeres Ringelement 2 und ein inneres Ringelement 3. Das innere Ringelement weist einen Radialflansch 4 auf, welcher an einem nicht näher dargestellten Rad oder Achskörper befestigbar ist. Ferner weist die Radlageranordnung zwei axial beabstandeten Wälzkörperreihen 5, 6 auf, deren Wälzkörper außenseitig in äußeren Ringelement 2 geführt sind. Innenseitig sind die Wälzkörper der Wälzkörperreihe 5 unmittelbar in einer Laufbahn des inneren Ringelmentes 3 und die Wälzkörper der Wälzkörperreihe 6 in einem an dem inneren Ringelment 3 fixierten Innenring 7 geführt.
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Zwischen dem äußeren Ringelement 2 und dem inneren Ringelement 3 ist ein Mittel 8 vorgesehen ist, dessen radiale Höhe hr derart bemessen ist, dass das Mittel 8 eine radiale Kraft aufnehmen kann und dabei die Wälzkörperreihen 5, 6 vor plastischer Verformung geschützt werden. Das Mittel 8 in 1 ist dabei zwischen den Wälzkörperreihen 5,6 an einem zylindrischen Abschnitt 9 des äußeren Ringelementes 2 vorgesehen. Das Mittel 8 ist dabei als ein segmentartiges Element ausgebildet, welches sich umlaufend oder auch nur abschnittsweise entlang des Umfangs erstrecken kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Mittel 8 als ein separates Bauteil ausgebildet, welches kraft-, form- oder stoffschlüssig mit dem äußeren Ringelement 2 verbunden ist. Denkbar ist jedoch auch, dass Mittel 8 einstückig bzw. integral an dem bzw. mit dem äußeren Ringelement auszubilden.
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Bei bestimmten Fahrsituationen, beispielsweise das Fahren durch ein Schlagloch, können radiale Stöße auf die Radlagereinheit einwirken. Dies führt dazu, dass die durch die Stöße verursachte Kraft direkt von dem entsprechenden Ringelement 2, 3 in die Wälzkörperreihen 5, 6 eingeleitet werden und zu einer Beschädigung der jeweiligen Wälzkörperlaufbahn führen. Bei der erfindungsgemäßen Radlagereinheit 1 ist zwischen dem äußeren Ringelement 2 und dem inneren Ringelement 3 das Mittel 8 vorgesehen, dessen radiale Höhe derart bemessen ist, dass das Mittel 8 eine radiale Kraft aufnehmen kann und dabei die Wälzkörperreihen 5, 6 vor plastischer Verformung geschützt werden. Das bedeutet, dass das Mittel 8 bei einem radialen Stoß des inneren Ringelementes 3 bzw. des äußeren Ringelementes 2, die dadurch einwirkende Kraft aufnimmt und derart in das andere Ringelemente 2 bzw. 3 ableitet, um eine Beschädigung des Wälzlagers und/ oder der Laufbahnen zu verhindern.
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Die 2 bis 5 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wie in der vorangegangen 1. Die Beschreibung beschränkt sich lediglich auf die Unterscheidungsmerkmale zu der 1.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Radlagereinheit 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist im Gegensatz zu der 1 ein Mittel 10 am inneren Ringelement 3 vorgesehen. Das Mittel 10 ist dabei zwischen den Wälzkörperreihen 5,6 an einem zylindrischen Abschnitt 11 des inneren Ringelementes 3 vorgesehen. Das Mittel 10 ist dabei als ein ringförmiges Teil ausgebildet, welches sich umlaufend oder auch nur abschnittsweise entlang des Umfangs erstrecken kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Mittel 10 als ein separates Bauteil ausgebildet, welches kraft-, form- oder stoffschlüssig mit dem inneren Ringelement 3 verbunden ist. Denkbar ist jedoch auch, dass Mittel 10 einstückig bzw. integral an dem bzw. mit dem inneren Ringelement 3 auszubilden.
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3 zeigt eine Radlagereinheit 1 gemäß einer dritten Ausführungsform. Im Unterschied zu den vorangegangen Ausführungsformen ist ein Mittel 12 Im Bereich einer getriebeseitigen Dichtung 13 vorgesehen. Das Mittel 12 ist dabei einem zylindrischen Abschnitt 14, welcher sich an den Laufbahnauslauf der Wälzkörperreihe 6 am äußeren Ringelement 2 anschließt, vorgesehen. Das Mittel 12 ist dabei als ein ringförmiges Teil ausgebildet, welches sich umlaufend oder auch nur abschnittsweise entlang des Umfangs erstrecken kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Mittel 12 als ein separates Bauteil ausgebildet, welches kraft-, form- oder stoffschlüssig mit dem äußeren Ringelement 2 verbunden ist. Denkbar ist jedoch auch, dass Mittel 12 einstückig bzw. integral an dem bzw. mit dem äußeren Ringelement auszubilden.
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In 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Radlagereinheit 1 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Mittel 15 durch mindestens eine Kugel 16 ausgebildet, deren Durchmesser größer ist, als der der Wälzkörperreihen 5, 6. Das Mittel 15 ist dabei zwischen den beiden Wälzkörperreihen 5, 6 angeordnet. Die mindestens eine Kugel 16 kann dabei lediglich bei einem radialen Stoß zum Tragen kommen, um den Stoß in eines der Ringelemente 2, 3 abzuleiten. Alternativ wäre auch möglich, dass die Kugel 16 bei Normalbetrieb des Radlagers mitläuft. Hierbei können auch mehrere Kugeln 16 über den Umfang verteilt oder eine gesamte Kugelreihe vorgesehen sein.
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5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Radlagereinheit 1. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Mittel 17 durch mindestens eine Rolle 18 ausgebildet, deren Durchmesser kleiner ist, als der der Wälzkörperreihen 5, 6. Das Mittel 17 ist dabei zwischen den beiden Wälzkörperreihen 5, 6 angeordnet. Die mindestens eine Rolle 18 kann dabei lediglich bei einem radialen Stoß zum Tragen kommen, um den Stoß in eines der Ringelemente 2, 3 abzuleiten. Alternativ wäre auch möglich, dass die Rolle 18 bei Normalbetrieb des Radlagers mitläuft. Hierbei können auch mehrere Rollen 18 über den Umfang verteilt oder eine gesamte Kugelreihe vorgesehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Radlagereinheit
- 2.
- äußeres Ringelement
- 3.
- inneres Ringelement
- 4.
- Radialflansch
- 5.
- Wälzkörperreihe
- 6.
- Wälzkörperreihe
- 7.
- Innenring
- 8.
- Mittel
- 9.
- zylindrischer Abschnitt
- 10.
- Mittel
- 11.
- zylindrischer Abschnitt
- 12.
- Mittel
- 13.
- Dichtung
- 14.
- zylindrischer Abschnitt
- 15.
- Mittel
- 16.
- Kugel
- 17.
- Mittel
- 18.
- Rolle
- hr
- radiale Höhe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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