DE102018127535A1

DE102018127535A1 - Radlagereinheit

Info

Publication number: DE102018127535A1
Application number: DE102018127535.8A
Authority: DE
Inventors: Harald Wagner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-11-05
Filing date: 2018-11-05
Publication date: 2020-05-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit umfassend ein Radlager, mit einem Innenring mit Innenringlaufbahn, mit einem Außenring mit Außenringlaufbahn, und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen, Wälzkörpern. Vorzugsweise ist der Innenring fahrzeugradseitig mit einem Radnabenflansch ausgebildet. Gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung sind eine Mehrzahl der Wälzkörper als Kombinationswälzkörper ausgebildet, derart, dass eine Kugel in einer Zylinderhohlrolle angeordnet. Dabei sind die Kombinationswälzlagerkörper umfänglich gleichmäßig verteilt im Radlager angeordnet.In einer zweiten Ausführung der Erfindung sind eine erste Mehrzahl der Wälzkörper als Kugel und eine zweite Mehrzahl der Wälzkörper als Rolle ausgebildet und sind die Kugeln und die Rollen in regelmäßigen Abständen abwechselnd umfänglich im Radlager angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagereinheit umfassend ein Radlager, mit einem Innenring mit Innenringlaufbahn, mit einem Außenring mit Außenringlaufbahn, und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen Wälzkörpern. Die Radlagereinheit ist vorzugsweise mit einem Radnabenflansch, der als integraler Bestandteil des Innenrings ausgebildet ist, ausgeführt.
Radlager in Fahrzeugen dienen dazu, eine Rotation der Fahrzeugräder relativ zum Fahrgestell zu ermöglichen und müssen dabei radiale und axiale, auftretende Kräfte aufnehmen. Die radialen Kräfte können dabei durch das Eigengewicht des Fahrzeuges entstehen und die axialen Kräfte können durch seitliche Kräfte, beispielsweise bei der Kurvenfahrt eines Fahrzeuges entstehen. Für die Aufnahme von radialen und axialen Kräften bei der Radlagerung gibt es bereits eine Vielzahl verschiedener, aus dem Stand der Technik bekannter Radlagerkonfigurationen.
Die Wälzkörper haben abhängig von der Radlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Innenrings und des Außenrings ab und haben die Aufgabe, die auf das Radlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Beim Drehen des Radlagers entsteht eine hohe Reibung. Daher müssen die Wälzkörper mit Schmierstoffen, etwa Schmierfett oder Schmieröl, geschmiert werden, um das Radlager funktionsfähig zu halten. Die Radlager in modernen Fahrzeugen sind meistens so konstruiert, dass sie wartungsfrei sind, was üblicherweise mit einer Fettfüllung realisiert ist, die über die gesamte Lebensdauer des Radlagers eine ausreichende Schmierung der Wälzkörper gewährleistet.
Damit kein Schmiermittel aus dem Radlager austreten oder Schmutzpartikel in das Lager eindringen können, sind entsprechende Dichtungselemente vorgesehen. Üblicherweise besitzen Dichtungen für Radlager mehrere Dichtlippen, die die Kontaktfläche zum drehenden Lagerring - je nach Ausführung also den Innenring oder den Außenring - abdichten. Bei deren Berührung entsteht Reibung, die zum einen notwendig ist um eine hinreichende Dichtheit zu gewährleisten, zum anderen jedoch unerwünscht ist, da sie die Radlagerreibung spürbar erhöht.
Der Käfig ist so ausgebildet, dass die Wälzkörperkugeln und/oder die Wälzkörperrollen voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst gering gehalten wird. Ferner hält der Käfig die Wälzkörperkugeln und/oder Wälzkörperrollen in einem festen Abstand beim Abwälzen zueinander, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann. Der Käfig kann aus einem Kunststoff oder Kunststoffkomposit oder aus Metall oder einem Metallkomposit geformt sein.
Radlager, die an angetriebenen Achsen zum Einsatz kommen, sind im bzw. am Achsträger befestigt. Bei einfachen Lagertypen ist das Radlager typischer Weise mit seinem Außenring in den Achsträger eingepresst. Weiterentwicklungen von Radlagern zu sogenannten Radlagereinheiten oder Radlagermodulen können einen Flansch in Form eines Befestigungsflansches, etwa zur Befestigung an einem Achsträger, und/oder einen Flansch in Form eines Radnabenflansches, als integrale Bestandteile aufweisen.
Radlager, die an nicht angetriebenen Achsen zum Einsatz kommen, sind in ihrer Funktion grundsätzlich identisch. Wesentlicher Unterschied ist, dass diese Radlager nicht von einer Antriebswelle angetrieben sind, sondern auf einem positionsfesten Achsträger angeordnet sind.
Durch die Unterschiedlichen Ausführungen kann sich sowohl der Außenring als auch der Innenring drehen - der jeweils andere Lagerring steht fest.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Radlagern und Radlagereinheiten bekannt. So sind verschiedenste Radlagertypen neuerer Bauart in den aktuellen Veröffentlichungen, wie Verkaufs- oder Technologieprospekten der Anmelderin beschrieben.
In der Regel werden für Radlagereinheiten Schrägkugellager verwendet. Wenn die Lasten zu groß werden, wie etwa radiale Lasten bei Lastkraftwagen oder dergleichen, kommen Kegelrollenlagereinheiten zum Einsatz, welche allerdings einen komplizierteren und teureren Fertigungsprozess bedingen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Radlager für höhere Lasten bereitzustellen, welches sich durch einen einfachen Fertigungsprozess und kostengünstige Herstellung, sowie insbesondere durch eine, im Vergleich zu einem Kegelrollenlager, kompaktere Bauweise auszeichnet.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Radlagereinheit umfassend ein Radlager, mit einem Innenring mit Innenringlaufbahn, mit einem Außenring mit Außenringlaufbahn, und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen, Wälzkörpern. Dabei weist das Radlager bevorzugt einen Innenring mit einem auf seiner dem Fahrzeugrad zugekehrten Seite intergierten Flansch, einen sogenannten Radnabenflansch, auf.
In einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind eine Mehrzahl der Wälzkörper als Kombinationswälzkörper ausgebildet, derart, dass jeweils mindestens eine Kugel in einer Zylinderhohlrolle angeordnet ist und die Kombinationswälzlagerkörper umfänglich gleichmäßig verteilt im Radlager angeordnet sind.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind eine erste Mehrzahl der Wälzkörper als Kugel und eine zweite Mehrzahl der Wälzkörper als Rolle ausgebildet, wobei Kugeln und Rollen in regelmäßigen Abständen abwechselnd umfänglich im Radlager angeordnet sind.
Hierdurch wird eine erhöhte kombinierte Traglast in axialer und radialer Richtung bei gleichzeitig kompakter Bauweise des Radlagers beziehungsweise der Radlagereinheit erreicht.
Bevorzugt weist der Innenring zumindest eine erste radiale Innenringlaufbahn auf und ferner, in seinem Radlagerflansch ausgebildet, zumindest eine erste axiale Innenringlaufbahn auf. Durch diese Bauweise wird die sehr kompakte Bauweise weiter unterstützt und eine hohe Steifigkeit erreicht.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist, gegenüberliegend der ersten axialen Innringlaufbahn, eine zweite axiale Innenringlaufbahn in einer Gelenkglocke ausgebildet, so dass in axialer Richtung gesehen auf der einen Seite (in Richtung Fahrzeugrad orientiert) ein Radlagerflansch mit einer ersten Innenringlaufbahn und auf der anderen Seite (vom Fahrzeugrad weg orientiert) eine Gelenkglocke mit einer zweiten Innenringlaufbahn angeordnet ist. Die Gelenkglocke kann dabei ebenfalls als integraler Bestandteil der Radlagereinheit ausgebildet sein.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann eine zweite axiale Innenringlaufbahn anstatt in der Gelenkglocke in einer separaten Wellenscheibe ausgebildet sein. In diesem Fall ist auch die Gelenkglocke kein integraler Bestandteil der Radlagereinheit.
Durch die erfindungsgemäße Radlagereinheit wird eine äußerst kompakte Bauform ermöglicht, die zugleich hohe axiale und radiale Kräfte aufzunehmen in der Lage ist und dabei sehr verwindungssteif ausgebildet ist. Ein zusätzlicher Käfig für die als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper ist zumindest für die erste erfindungsgemäße Ausführung nicht erforderlich, da hier die Kugeln in der Zylinderhohlrolle geführt sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Technische Merkmale mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

1 zeigt eine erste mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radlagereinheit in einem Teilschnitt in schematischer Darstellung,
2 zeigt die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radlagereinheit in einem Teilschnitt in schematischer Darstellung mit alternativer Befestigung des Radlagers.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Radlagereinheit 1, in einer ersten Ausführungsform, in einem Teilschnitt in schematischer Darstellung. Die Radlagereinheit 1 umfasst ein Radlager 2 mit einem Innenring 3, einem Außenring 5 sowie zwischen Innenring 3 und Außenring 5 angeordnete Wälzkörper 7. Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung (1 und 2), einen als Kugel 9 ausgebildeten Wälzkörper in einem als Zylinderhohlrolle 10 ausgebildeten Wälzkörper zu verwenden und so einen Kombinationswälzlagerkörper bereitzustellen oder gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung (nicht dargestellt) abwechselnd einen als Kugel und einen als Rolle ausgebildeten Wälzkörper umfänglich im Radlager zu verwenden. In beiden Ausführungsformen der Erfindung wird eine axiale Laufbahn 11 in einer Gelenkglocke 12 gebildet.
Der Außenring 5 weist in radialer Richtung mindestens eine Außenringlaufbahn 6, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Außenringlaufbahnen 6, für die als Zylinderhohlrollen 10 ausgebildeten Wälzkörper 7 auf (Radiallager). Die beiden Außenringlaufbahnen 6 sind über einen mittigen Trennsteg 13 in axialer Richtung getrennt. Der Trennsteg 13 weist gegenüberliegend in axialer Richtung weitere Laufbahnen für die als Kugel 9 ausgebildeten Wälzkörper auf. Radseitig weist der Innenring 3 einen Radnabenflansch 8 auf, wobei der Innenring 3 sowohl die Innenringlaufbahnen 4 für die Zylinderhohlrollen 10 in radialer Richtung als auch eine Innenringlaufbahn 4 in axialer Richtung für die Kugeln 9 integriert. Gegenüberliegend, axial vom Radnabenflansch 8 weg orientiert, ist die letzte in axialer Richtung benötigte Laufbahn (hier ebenfalls aufgrund der Funktion als Innenringlaufbahn 11 bezeichnet) in der Gelenkglocke 12 (auch als Radglocke bekannt) integriert. Alternativ (nicht dargestellt) kann die letzte benötigte axiale Laufbahn auch in einer separaten Wellenscheibe ausgebildet sein.
Während bei der Ausführungsform gemäß 1 das Radlager 2 über eine Zentralschraube 14 an die Gelenkglocke 12 angebunden ist, ist das Radlager 2 gemäß der Ausführungsform in 2 über einen Presssitz radial auf einem zylindrischen Vorsprung der Gelenkglocke 12 befestigt.
Bezugszeichenliste

1: Radlagereinheit
2: Radlager
3: Innenring
4: Innenringlaufbahn (axial/Radnabenflansch; radial/Innenring)
5: Außenring
6: Außenringlaufbahn
7: Wälzkörper
8: Radnabenflansch
9: Kugel
10: Zylinderhohlrolle
11: Innenringlaufbahn (axial/Gelenkglocke)
12: Gelenkglocke
13: Trennsteg
14: Zentralschraube

Claims

Radlagereinheit (1) umfassend - ein Radlager (2), mit einem Innenring (3) mit Innenringlaufbahn (4), einem Außenring (5) mit Außenringlaufbahn (6), und mit einer Mehrzahl von zwischen Innenring (3) und Außenring (5) angeordneten, in einem Käfig beabstandet gehaltenen, Wälzkörpern (7), und vorzugsweise mit einem Radnabenflansch (8) der als integraler Bestandteil des Innenrings (3) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, - dass eine Mehrzahl der Wälzkörper (7) als Kombinationswälzkörper ausgebildet ist, derart, dass eine Kugel (9) in einer Zylinderhohlrolle (10) angeordnet ist und die Kombinationswälzlagerkörper umfänglich gleichmäßig verteilt im Radlager (2) angeordnet sind, oder - dass eine erste Mehrzahl der Wälzkörper (7) als Kugel und eine zweite Mehrzahl der Wälzkörper (7) als Rolle ausgebildet sind und Kugeln und Rollen in regelmäßigen Abständen abwechselnd umfänglich im Radlager (2) angeordnet sind.
Radlagereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (3) zumindest eine erste radiale Innenringlaufbahn (4) und zumindest eine erste axiale Innenringlaufbahn (4) aufweist.
Radlagereinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite axiale Innenringlaufbahn (11) in einer Gelenkglocke (12) ausgebildet ist.
Radlagereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkglocke (12) integraler Bestandteil der Radlagereinheit (2) ist.
Radlagereinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite axiale Innenringlaufbahn in einer Wellenscheibe ausgebildet ist.