DE102019127671A1

DE102019127671A1 - Wheel bearing unit for a vehicle

Info

Publication number: DE102019127671A1
Application number: DE102019127671.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kaiser; Simon Brähler; Daniel Koenig; Stephan Amend; Frank EICHELMANN; Matthias Stahl
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2021-04-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit (1) für ein Fahrzeug, umfassend eine Welle (2), eine Radnabe (3) und eine Zentralschraube (4), wobei die Radnabe (3) koaxial zur Welle (2) angeordnet ist und eine Innenverzahnung (5) aufweist, wobei die Welle (2) eine Außenverzahnung (6) aufweist, die mit der Innenverzahnung (5) formschlüssig verbunden ist, und wobei die Welle (2) eine zentrale Gewindebohrung (7) aufweist, in die die Zentralschraube (4) zur Verspannung der Radnabe (3) mit der Welle (2) eingedreht ist, wobei die Welle (2) zumindest teilweise als Kegelstumpf (8) ausgebildet ist, wobei die Radnabe (3) zumindest teilweise eine dazu korrespondierende Kegelbohrung (9) aufweist, wobei die Innenverzahnung (5) als Kegelverzahnung im Bereich der Kegelbohrung (9) ausgebildet ist, und wobei die Außenverzahnung (6) als Kegelverzahnung im Bereich des Kegelstumpfs (8) ausgebildet ist.The invention relates to a wheel bearing unit (1) for a vehicle, comprising a shaft (2), a wheel hub (3) and a central screw (4), the wheel hub (3) being arranged coaxially to the shaft (2) and an internal toothing (5 ), wherein the shaft (2) has an external toothing (6) which is positively connected to the internal toothing (5), and wherein the shaft (2) has a central threaded hole (7) into which the central screw (4) for Bracing of the wheel hub (3) with the shaft (2) is screwed in, the shaft (2) being at least partially designed as a truncated cone (8), the wheel hub (3) at least partially having a corresponding conical bore (9), the Internal toothing (5) is designed as a conical toothing in the area of the conical bore (9), and the external toothing (6) is designed as a conical toothing in the area of the truncated cone (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit für ein Fahrzeug, umfassend eine Welle, eine Radnabe und eine Zentralschraube.The invention relates to a wheel bearing unit for a vehicle, comprising a shaft, a wheel hub and a central screw.

Aus der DE 10 2009 051 930 A1 geht einer Radlagereinheit hervor, die als ein mittels eines Wälznietbundes vorgespanntes Radlager ausgebildet ist. Eine Radnabe der Radlagereinheit ist zum Teil von einem eine erste axiale Verzahnung und den Wälznietbund aufweisenden ersten Lagerteil gebildet. Die erste axiale Verzahnung ist zumindest teilweise in einem von einem Außenring oder von einer Dichtungsanordnung umfassten Raum angeordnet.From the DE 10 2009 051 930 A1 a wheel bearing unit emerges, which is designed as a wheel bearing preloaded by means of a rolling rivet collar. A wheel hub of the wheel bearing unit is formed in part by a first bearing part having a first axial toothing and the rolling rivet collar. The first axial toothing is arranged at least partially in a space enclosed by an outer ring or by a sealing arrangement.

Ferner offenbart die DE 10 2004 054 907 A1 eine Radlagereinheit, bei welcher eine Radnabe mit einer Durchgangsöffnung, die eine innere Wellenverzahnung trägt, mit einem Gelenkaußenteil eines Gleichlauffestgelenks verspannt ist, an dem ein Zapfen mit einer äußeren Wellenverzahnung angeformt ist. Die innere Wellenverzahnung der Durchgangsöffnung und die äußere Wellenverzahnung des Zapfens greifen ineinander, sodass die Radnabe und der Zapfen über diese Radialverzahnung miteinander verbunden sind. Ferner ist ein zweireihiges Radlager auf der Radnabe aufgeschoben, wobei die Radnabe einen inneren Lagerring umfasst, an dem sich eine Stirnfläche des Gelenkaußenteils unmittelbar abstützt.Furthermore, the DE 10 2004 054 907 A1 a wheel bearing unit in which a wheel hub with a through opening which carries an inner shaft toothing is braced to an outer joint part of a constant velocity fixed joint on which a pin with an outer shaft toothing is formed. The inner shaft toothing of the through opening and the outer shaft toothing of the pin interlock so that the wheel hub and the pin are connected to one another via this radial toothing. Furthermore, a two-row wheel bearing is pushed onto the wheel hub, the wheel hub comprising an inner bearing ring on which an end face of the outer joint part is directly supported.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Radlagereinheit weiterzuentwickeln, insbesondere eine Betriebsdauer und Robustheit der Radlagereinheit zu erhöhen sowie einen Montageaufwand und eine Störanfälligkeit der Radnabe zu verringern. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object of the present invention is to further develop a wheel bearing unit, in particular to increase the service life and robustness of the wheel bearing unit and to reduce the assembly effort and the susceptibility of the wheel hub to failure. The object is achieved by the subject matter of claim 1. Preferred embodiments can be found in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Radlagereinheit für ein Fahrzeug umfasst eine Welle, eine Radnabe und eine Zentralschraube, wobei die Radnabe koaxial zu der Welle angeordnet ist und eine Innenverzahnung aufweist, wobei die Welle eine Außenverzahnung aufweist, die mit der Innenverzahnung im Zahneingriff steht, und wobei die Welle eine zentrale Gewindebohrung aufweist, in die die Zentralschraube zur Verspannung der Radnabe mit der Welle eingedreht ist, wobei die Welle zumindest teilweise als Kegelstumpf ausgebildet ist, wobei die Radnabe zumindest teilweise eine dazu korrespondierende Kegelbohrung aufweist, wobei die Innenverzahnung als Kegelverzahnung im Bereich der Kegelbohrung ausgebildet ist, und wobei die Außenverzahnung als Kegelverzahnung im Bereich des Kegelstumpfs ausgebildet ist.A wheel bearing unit according to the invention for a vehicle comprises a shaft, a wheel hub and a central screw, the wheel hub being arranged coaxially to the shaft and having internal teeth, the shaft having external teeth which mesh with the internal teeth, and the shaft having a has a central threaded bore into which the central screw is screwed to brace the wheel hub with the shaft, the shaft being at least partially designed as a truncated cone, the wheel hub at least partially having a corresponding tapered bore, the internal toothing being designed as a conical toothing in the area of the tapered bore , and wherein the external toothing is designed as a conical toothing in the area of the truncated cone.

Mithin sind die Innenverzahnung und die Außenverzahnung jeweils als Kegelverzahnungen ausgebildet. Unter einer Kegelverzahnung ist zu verstehen, dass in Umfangsrichtung abwechselnd an einem zumindest teilweise kegelförmigen Abschnitt Zähne und Zahnlücken ausgebildet sind, wobei die Zähne und Zahnlücken an der Radnabe korrespondierend bzw. komplementär zu den Zahnlücken und Zähnen an der Welle ausgebildet sind. Die Kegelverzahnung stellt eine Kombination aus einer Axialverzahnung (auch Stirnverzahnung genannt) und einer Radialverzahnung dar. Durch Einschrauben der Zentralschraube in die Welle werden die Kegelverzahnungen ineinander gedrückt, sodass die Welle mit der Radnabe verspannt wird. Die Zähne an der Welle bzw. Radnabe greifen in Zahnlücken an der Radnabe bzw. Welle, wobei die Zahnflanken der Welle mit den jeweiligen Zahnflanken der Radnabe zur Anlage kommen, um eine form- und reibschlüssige Verbindung auszubilden. Mithin bewirkt die Kegelverzahnung eine spielfreie sowie einfache und robuste Verbindung zwischen Radnabe und Welle. Durch die Kegelverzahnung ist keine weitere axiale Abstützung zwischen Welle und Radnabe erforderlich.The internal toothing and the external toothing are therefore each designed as a conical toothing. A conical toothing is understood to mean that teeth and tooth gaps are formed alternately in the circumferential direction on an at least partially conical section, the teeth and tooth gaps on the wheel hub corresponding or complementary to the tooth gaps and teeth on the shaft. The bevel gearing is a combination of axial gearing (also called spur gearing) and radial gearing. By screwing the central screw into the shaft, the bevel gears are pressed into one another so that the shaft is clamped to the wheel hub. The teeth on the shaft or wheel hub engage in tooth gaps on the wheel hub or shaft, the tooth flanks of the shaft coming into contact with the respective tooth flanks of the wheel hub in order to form a positive and frictional connection. The bevel gearing therefore creates a backlash-free, simple and robust connection between the wheel hub and the shaft. The bevel gearing means that no further axial support is required between the shaft and the wheel hub.

Die jeweilige Kegelverzahnung kann durch Schmieden ausgebildet werden, wobei eine schmiederohe Oberfläche in der jeweiligen Kegelverzahnungen zulässig ist, wodurch die Herstellung der jeweiligen Kegelverzahnung kostengünstiger und schneller erfolgen kann. Diese vereinfachte Schnittstelle reicht für die Übertragung der geforderten Drehmomente aus und realisiert eine sichere Verbindung zwischen Welle und Radnabe. Mittels der Kegelverzahnungen erfolgt eine direkte Übertragung des Antriebsmoments in das Flanschinnere unter Einbindung einer kleinstmöglichen Anzahl an Komponenten. Ferner wird ein Nabenhals unterhalb des Innenrings nicht mehr auf Torsion belastet, was die Bauteilfestigkeit in diesem Bereich verbessert und Mikrobewegungen zwischen Innenring und Radnabe verhindert.The respective bevel gearing can be formed by forging, with a forging-rough surface in the respective bevel gearing being permissible, so that the respective bevel gearing can be produced more cost-effectively and more quickly. This simplified interface is sufficient for the transmission of the required torques and realizes a secure connection between the shaft and the wheel hub. By means of the bevel gears, the drive torque is transmitted directly to the inside of the flange with the integration of the smallest possible number of components. Furthermore, a hub neck below the inner ring is no longer subjected to torsion, which improves the component strength in this area and prevents micro-movements between the inner ring and the wheel hub.

Unter einer zumindest teilweise als Kegelstumpf ausgebildeten Welle ist zu verstehen, dass zumindest ein Abschnitt der Welle eine Kegelform aufweist, also konisch ausgebildet ist. An diesem konischen Abschnitt der Welle verändert sich somit der Durchmesser über die axiale Länge. Insbesondere ist der Kegelstumpf an einem freien Ende der Welle ausgebildet, wobei sich der Durchmesser zum freien Ende hin verkleinert.A shaft embodied at least partially as a truncated cone is to be understood as meaning that at least one section of the shaft has a conical shape, that is to say is conical. At this conical section of the shaft, the diameter thus changes over the axial length. In particular, the truncated cone is formed at a free end of the shaft, the diameter decreasing towards the free end.

Unter einer Kegelbohrung an der Radnabe ist zu verstehen, dass zumindest ein Abschnitt der Radnabe eine Kegelform aufweist, also konisch ausgebildet ist. An diesem konischen Abschnitt der Radnabe verändert sich somit der Durchmesser einer Bohrung der Radnabe über die axiale Länge. Insbesondere ist die Kegelbohrung an einer Stirnseite der Radnabe ausgebildet, wobei sich der Durchmesser der Kegelbohrung zur Stirnseite hin verkleinert. Die Kegelbohrung an der Radnabe ist korrespondierend bzw. komplementär zum Kegelstumpf an der Welle ausgebildet.A conical bore on the wheel hub is to be understood as meaning that at least one section of the wheel hub has a conical shape, that is to say is conical. At this conical section of the wheel hub, the diameter of a bore in the wheel hub thus changes over the axial length. In particular, the conical bore is on one end face of the Wheel hub formed, wherein the diameter of the conical bore decreases towards the end face. The conical bore on the wheel hub is designed to correspond or complement the truncated cone on the shaft.

Insbesondere weisen die Welle und die Radnabe ausschließlich in einem Bereich von Innenverzahnung und Außenverzahnung einen Kontakt zueinander auf. Mithin kontaktieren sich die Welle und die Radnabe nur in Bereich von Innenverzahnung und Außenverzahnung, wobei der restliche Bereich zwischen Welle und Radnabe voneinander beabstandet ist und keinen Kontakt zueinander aufweist.In particular, the shaft and the wheel hub are in contact with one another only in a region of the internal toothing and the external toothing. The shaft and the wheel hub therefore contact each other only in the area of the internal toothing and the external toothing, the remaining area between the shaft and the wheel hub being spaced apart from one another and not being in contact with one another.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Welle zumindest teilweise am Außenumfang eine Führungsgeometrie zur Positionierung der Radnabe zur Welle auf. Insbesondere umfasst die Führungsgeometrie an der Welle zumindest eine Erhebung und/oder zumindest eine Vertiefung. Bevorzugt ist die Führungsgeometrie einteilig mit der Welle verbunden. Insbesondere ist die Führungsgeometrie an einem Außenumfangsabschnitt der Welle ausgebildet, der axial an dem Kegelstumpf angrenzt.According to a preferred embodiment of the invention, the shaft has at least partially on the outer circumference a guide geometry for positioning the wheel hub in relation to the shaft. In particular, the guide geometry on the shaft includes at least one elevation and / or at least one depression. The guide geometry is preferably connected in one piece to the shaft. In particular, the guide geometry is formed on an outer circumferential section of the shaft which axially adjoins the truncated cone.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Radnabe zumindest teilweise am Innenumfang eine Führungsgeometrie zur Positionierung der Radnabe zur Welle auf. Insbesondere umfasst die Führungsgeometrie an der Radnabe zumindest eine Erhebung und/oder zumindest eine Vertiefung. Bevorzugt ist die Führungsgeometrie einteilig mit der Radnabe verbunden. Insbesondere ist die Führungsgeometrie an einem Innenumfangsabschnitt der Radnabe ausgebildet, der axial an der Kegelbohrung angrenzt. Mithin ist die Führungsgeometrie an der Durchgangsbohrung der Radnabe ausgebildet.According to a preferred embodiment of the invention, the wheel hub has at least partially on the inner circumference a guide geometry for positioning the wheel hub in relation to the shaft. In particular, the guide geometry on the wheel hub includes at least one elevation and / or at least one depression. The guide geometry is preferably connected in one piece to the wheel hub. In particular, the guide geometry is formed on an inner circumferential section of the wheel hub which axially adjoins the conical bore. The guide geometry is therefore formed on the through hole of the wheel hub.

Vorzugsweise ist die Führungsgeometrie an der Welle komplementär zu der Führungsgeometrie an der Radnabe ausgebildet. Mithin greift die Führungsgeometrie an der Welle formschlüssig in die Führungsgeometrie an der Radnabe. Bevorzugt sind an der Welle und Radnabe mehrere Erhebungen und Vertiefungen in Umfangsrichtung verteilt sowie in Axialrichtung gestreckt ausgebildet, die beim Aufschieben der Radnabe auf die Welle gleitend aneinander zur Anlage kommen, sodass die Kegelverzahnungen an Welle und Radnabe zueinander ausgerichtet werden.The guide geometry on the shaft is preferably designed to be complementary to the guide geometry on the wheel hub. The guide geometry on the shaft therefore interlocks with the guide geometry on the wheel hub. Preferably, several elevations and depressions are distributed in the circumferential direction and elongated in the axial direction on the shaft and wheel hub, which come into contact with one another when the wheel hub is pushed onto the shaft, so that the bevel gears on the shaft and wheel hub are aligned with one another.

Bevorzugt ist axial zwischen einer Stirnseite der Radnabe und einem Absatz an der Welle ein umlaufender Spalt ausgebildet. Insbesondere ist der Absatz an der Welle als Wellenschulter ausgebildet, sodass sich der Durchmesser der Welle im Bereich des Absatzes vergrößert. Durch den umlaufenden Spalt zwischen dem Absatz an der Welle und der Radnabe kann die Radnabe unabhängig von der Spannkraft der Zentralschraube axial bzw. stirnseitig nicht an der Welle bzw. an der Wellenschulter zur Anlage kommen. Dieser umlaufende axiale Spalt zwischen Wellenschulter und Radnabe verhindert die Entstehung von Störgeräuschen durch stirnseitige Kontaktierung der Welle und Radnabe. Ferner wird durch den axialen Spalt zwischen Wellenschulter und Radnabe die Einstellung der Vorspannung zwischen Welle und Radnabe mittels Zentralschraube verbessert sowie die Fertigung und Montage der beiden Teile erleichtert. Insbesondere erfolgt dadurch auch eine Reibungsoptimierung zwischen Welle und Radnabe, die zu einer Einsparung von CO2-Emissionen führt.A circumferential gap is preferably formed axially between an end face of the wheel hub and a shoulder on the shaft. In particular, the shoulder on the shaft is designed as a shaft shoulder, so that the diameter of the shaft increases in the area of the shoulder. Due to the circumferential gap between the shoulder on the shaft and the wheel hub, the wheel hub cannot come into contact axially or at the end of the shaft or the shaft shoulder, regardless of the clamping force of the central screw. This circumferential axial gap between the shaft shoulder and the wheel hub prevents the occurrence of interfering noises due to frontal contact between the shaft and the wheel hub. In addition, the axial gap between the shaft shoulder and the wheel hub improves the setting of the preload between the shaft and the wheel hub by means of a central screw and facilitates the manufacture and assembly of the two parts. In particular, this also results in an optimization of the friction between the shaft and the wheel hub, which leads to a saving in CO2 emissions.

Vorzugsweise ist der umlaufende Spalt zwischen der Welle und der Radnabe abgedichtet. Beispielsweise ist der umlaufende Spalt zwischen der Welle und der Radnabe mittels eines Ringelements abgedichtet. Alternativ kann der umlaufende Spalt auch durch einen gequetschten Dichtring, der zwischen der Welle und der Radnabe angeordnet ist, abgedichtet werden. Unter einer Abdichtung des umlaufenden Spalts zwischen der Welle und der Radnabe ist zumindest eine Abschottung gegen Schmutzpartikel und Feuchtigkeit zu verstehen.The circumferential gap between the shaft and the wheel hub is preferably sealed. For example, the circumferential gap between the shaft and the wheel hub is sealed by means of a ring element. Alternatively, the circumferential gap can also be sealed by a squeezed sealing ring which is arranged between the shaft and the wheel hub. Sealing of the circumferential gap between the shaft and the wheel hub is to be understood as at least a partition against dirt particles and moisture.

Insbesondere kommt ein Schraubenkopf der Zentralschraube zumindest teilweise stirnseitig an der Radnabe zur Anlage. Mithin ist ein Durchmesser des Schraubenkopfs größer als ein Durchmesser der Welle am freien Ende. Der Schraubenkopf stützt sich vorzugsweise umlaufend an der Radnabe ab.In particular, a screw head of the central screw comes to rest at least partially on the end face of the wheel hub. A diameter of the screw head is therefore greater than a diameter of the shaft at the free end. The screw head is preferably supported circumferentially on the wheel hub.

Bevorzugt weist die Zentralschraube eine Einbuchtung zur Ausbildung eines Freiraums zwischen Welle und Schraubenkopf auf. Insbesondere ist die Einbuchtung in einem Bereich der Zentralschraube zwischen einem Gewindeschaft und dem Schraubenkopf ausgebildet. Die Einbuchtung ist vorzugsweise derart umlaufend an der Zentralschraube ausgebildet, dass ein stirnseitiges Anliegen der Zentralschraube an dem freien Ende der Welle verhindert wird. Mit anderen Worten kann der Schraubenkopf aufgrund der Einbuchtung unabhängig von der Spannkraft der Zentralschraube axial bzw. stirnseitig nicht an der Welle bzw. an dem Kegelstumpf der Welle zur Anlage kommen.The central screw preferably has an indentation for forming a free space between the shaft and the screw head. In particular, the indentation is formed in a region of the central screw between a threaded shaft and the screw head. The indentation is preferably formed circumferentially on the central screw in such a way that the frontal contact of the central screw on the free end of the shaft is prevented. In other words, because of the indentation, the screw head cannot come into contact axially or at the end face on the shaft or on the truncated cone of the shaft, regardless of the clamping force of the central screw.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Welle zumindest mittelbar mit einer Gelenkglocke verbunden. Insbesondere ist die Welle einteilig mit der Gelenkglocke ausgebildet. Alternativ ist die Welle mehrteilig mit der Gelenkglocke ausgebildet. Beispielsweise ist die Welle formschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Gelenkglocke verbunden. Insbesondere ist die Gelenkglocke auf einer entgegengesetzt zum Kegelstumpf ausgebildeten Seite der Welle angeordnet.According to a preferred embodiment of the invention, the shaft is at least indirectly connected to a joint bell. In particular, the shaft is formed in one piece with the joint bell. Alternatively, the shaft is constructed in several parts with the joint bell. For example, the shaft is positively and / or frictionally and / or cohesively connected to the joint bell. In particular, the joint bell is arranged on a side of the shaft that is opposite to the truncated cone.

Bevorzugt weist die Radnabe einen Flanschabschnitt zur Aufnahme eines Fahrzeugrades und einen Lagersitzabschnitt zur Aufnahme eines Radlagers auf. Mit anderen Worten wird an dem Flanschabschnitt das Fahrzeugrad bzw. eine Felge mit einem Reifen montiert, wobei an dem Lagersitzabschnitt ein Radlager montiert wird. Die Radnabe ist monolithisch ausgebildet, sodass der Flanschabschnitt und der Lagersitzabschnitt einteilig miteinander verbunden sind. Beispielsweise ist der Lagersitzabschnitt dazu eingerichtet, einen Innenring des Radlagers aufzunehmen, wobei der Innenring eine erste Laufbahn für eine erste Wälzkörperreihe des Radlagers bildet, und wobei eine zweite Laufbahn für eine zweite Wälzkörperreihe des Radlagers unmittelbar an dem Lagersitzabschnitt ausgebildet ist. Bevorzugt ist das Radlager als doppelreihiges Schrägkugellager ausgebildet.The wheel hub preferably has a flange section for receiving a vehicle wheel and a bearing seat section for receiving a wheel bearing. In other words, the vehicle wheel or a rim with a tire is mounted on the flange portion, a wheel bearing being mounted on the bearing seat portion. The wheel hub is monolithic so that the flange section and the bearing seat section are connected to one another in one piece. For example, the bearing seat section is designed to receive an inner ring of the wheel bearing, the inner ring forming a first raceway for a first row of rolling elements of the wheel bearing, and a second raceway for a second row of rolling elements of the wheel bearing being formed directly on the bearing seat section. The wheel bearing is preferably designed as a double-row angular contact ball bearing.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt

1 eine hälftige schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung einer erfindungsgemäßen Radlagereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform, und
2 eine hälftige schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Radlagereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Further measures improving the invention are explained in more detail below together with the description of two preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the two figures. It shows

1 a half schematic sectional view to illustrate a wheel bearing unit according to the invention according to a first embodiment, and
2 a half schematic sectional view to illustrate the wheel bearing unit according to the invention according to a second embodiment.

Gemäß den 1 und 2 weist eine jeweilige erfindungsgemäße Radlagereinheit 1 eine Welle 2, eine Radnabe 3 und eine Zentralschraube 4 auf. Ferner umfasst die Radlagereinheit 1 ein auf der Radnabe 3 angeordnetes Radlager 22, sowie zwei das Radlager 22 gegen Umwelteinflüssen schützende Dichtringe 23a, 23b.According to the 1 and 2 has a respective wheel bearing unit according to the invention 1 a wave 2 , a wheel hub 3 and a central screw 4th on. Furthermore, the wheel bearing unit comprises 1 one on the wheel hub 3 arranged wheel bearing 22nd , as well as two the wheel bearing 22nd Sealing rings protecting against environmental influences 23a , 23b .

Die Welle 2 ist an einem freien Ende zur Zentralschraube 4 hin als Kegelstumpf 8 ausgebildet, wobei die Radnabe 3 zumindest teilweise eine dazu korrespondierende Kegelbohrung 9 aufweist. Die Kegelbohrung 9 geht in eine Durchgangsbohrung 10 an der Radnabe 3 über. Die Radnabe 3 weist eine Innenverzahnung 5 auf, wobei die Innenverzahnung 5 als Kegelverzahnung im Bereich der Kegelbohrung 9 ausgebildet ist. Die Welle 2 weist eine Außenverzahnung 6 auf, wobei die Außenverzahnung 6 als Kegelverzahnung im Bereich des Kegelstumpfs 8 ausgebildet ist. Die Außenverzahnung 6 der Welle 2 und die Innenverzahnung 5 der Radnabe 3 stehen miteinander im Zahneingriff und verbinden die Radnabe 3 und die Welle 2 kraft- und formschlüssig sowie drehfest miteinander.The wave 2 is at one free end to the central screw 4th as a truncated cone 8th formed, the wheel hub 3 at least partially a corresponding conical bore 9 having. The cone bore 9 goes into a through hole 10 on the wheel hub 3 above. The wheel hub 3 has internal teeth 5 on, the internal teeth 5 as conical teeth in the area of the conical bore 9 is trained. The wave 2 has external teeth 6th on, with the external teeth 6th as a bevel gear in the area of the truncated cone 8th is trained. The external toothing 6th the wave 2 and the internal gearing 5 the wheel hub 3 are in mesh with one another and connect the wheel hub 3 and the wave 2 non-positively and positively and non-rotatably with one another.

Durch die Zentralschraube 4, die in einer Gewindebohrung 7 koaxial zu einer Längsachse A der Wellen 2 angeordnet ist, sind die Welle 2 und die Radnabe 3 axial miteinander verbunden. Die Längsachse A stellt gleichzeitig die Rotationsachse der Radlagereinheit 1 dar. Der Schraubenkopf 14 weist einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des Kegelstumpfs 8 an der Welle 2 auf und kommt stirnseitig an der Radnabe 3 zur Anlage. Der Schraubenkopf 14 umfasst eine an einem Gewindeschaft 16 der Zentralschraube 4 angrenzende sowie umlaufend ausgebildete Einbuchtung 15, die dazu eingerichtet ist, einen umlaufenden Freiraum 21 zwischen dem Schraubenkopf 14 und dem Kegelstumpf 8 auszubilden, damit der Schraubenkopf 14 im montierten Zustand der Radlagereinheit 1 nur auf der Radnabe 3, jedoch nicht an der Welle 2 axial zur Anlage kommt. Die Welle 2 und die Radnabe 3 werden über die Zentralschraube 4 miteinander verspannt.Through the central screw 4th that is in a threaded hole 7th coaxial with a longitudinal axis A. of the waves 2 arranged are the shaft 2 and the wheel hub 3 axially connected to each other. The longitudinal axis A. simultaneously represents the axis of rotation of the wheel bearing unit 1 represents. The screw head 14th has a larger diameter than the diameter of the truncated cone 8th on the shaft 2 and comes on the front side of the wheel hub 3 to the system. The screw head 14th includes one on a threaded shaft 16 the central screw 4th adjoining and circumferential indentation 15th , which is set up to have a circumferential free space 21 between the screw head 14th and the truncated cone 8th train so that the screw head 14th in the assembled state of the wheel bearing unit 1 only on the wheel hub 3 but not on the shaft 2 comes to rest axially. The wave 2 and the wheel hub 3 are via the central screw 4th braced together.

Ferner weist die Radnabe 3 einen Flanschabschnitt 18 zur Aufnahme eines - hier nicht dargestellten - Rades und einen Lagersitzabschnitt 19 zur Aufnahme des als zweireihiges Schrägkugellager ausgebildeten Radlagers 22 auf. An dem Lagersitzabschnitt 19 ist ein Innenring 20 des Radlagers 22 aufgenommen, der eine erste Laufbahn für eine erste Wälzkörperreihe 24a des Radlagers 22 bildet. Eine zweite Laufbahn für eine zweite Wälzkörperreihe 24b des Radlagers 22 ist unmittelbar an dem Lagersitzabschnitt 19 ausgebildet.Furthermore, the wheel hub 3 a flange portion 18th for receiving a - not shown here - wheel and a bearing seat section 19th to accommodate the wheel bearing designed as a double row angular contact ball bearing 22nd on. At the bearing seat section 19th is an inner ring 20th of the wheel bearing 22nd added, the a first career for a first row of rolling elements 24a of the wheel bearing 22nd forms. A second career for a second row of rolling elements 24b of the wheel bearing 22nd is immediately on the bearing seat section 19th educated.

Ferner umfasst die Welle 2 an ihrer von der Radnabe 3 abgewandten Seite einen als Wellenschulter ausgebildeten Absatz 12, der in eine Gelenkglocke 17 übergeht. Axial zwischen einer Stirnseite der Radnabe 3 und dem Absatz 12 an der Welle 2 ist ein umlaufender Spalt 13 ausgebildet. Aufgrund des umlaufenden Spalts 13 kommt der Flanschabschnitt 18 der Radnabe 3 nicht axial an der Welle 3 zur Anlage. Dadurch wird die voreingestellte Vorspannung des genieteten Radlagers 22 zwischen Welle 2 und Radnabe 3 mittels Zentralschraube 4 nicht beeinflusst und auch die Entstehung von störenden Klickgeräuschen durch axiale Kontaktierung von Welle 2 und Radnabe 3 in diesem Bereich verhindert. Der umlaufende Spalt 13 wird radial durch ein Ringelement 25 abgedichtet, wobei das Ringelement 25 radial an dem Innenring 20 des Radlagers 22 und an dem Absatz 12 der Welle 2 zur Anlage kommt. Alternativ kann der umlaufende Spalt 13 auch durch einen gequetschten Dichtring, der zwischen der Welle 2 und der Radnabe 3 angeordnet ist, abgedichtet werden.The shaft also includes 2 on her from the wheel hub 3 facing away from a shoulder formed as a wave shoulder 12th that is in a joint bell 17th transforms. Axially between one face of the wheel hub 3 and the paragraph 12th on the shaft 2 is a circumferential gap 13th educated. Because of the circumferential gap 13th comes the flange section 18th the wheel hub 3 not axially on the shaft 3 to the system. This creates the preset preload of the riveted wheel bearing 22nd between wave 2 and wheel hub 3 by means of a central screw 4th not influenced and also the emergence of annoying clicking noises due to axial contact with the shaft 2 and wheel hub 3 prevented in this area. The circumferential gap 13th becomes radial through a ring element 25th sealed, the ring element 25th radially on the inner ring 20th of the wheel bearing 22nd and on the heel 12th the wave 2 comes to the plant. Alternatively, the circumferential gap 13th also by a squeezed sealing ring between the shaft 2 and the wheel hub 3 is arranged to be sealed.

Gemäß 1 weisen die Welle 2 und die Radnabe 3 ausschließlich in einem Bereich von Innenverzahnung 5 und Außenverzahnung 6 einen Kontakt zueinander auf. Der restliche Bereich zwischen Welle 2 und Radnabe 3 ist beabstandet.According to 1 instruct the wave 2 and the wheel hub 3 only in one area of internal gearing 5 and external gearing 6th contact each other. The rest of the area between wave 2 and wheel hub 3 is spaced.

Die erfindungsgemäße Radlagereinheit 1 gemäß 2 weist gegenüber der erfindungsgemäßen Radlagereinheit 1 gemäß 1 eine erhöhte Montagefreundlichkeit auf. Dazu ist an einem Außenumfang der Welle 2 eine Führungsgeometrie 11 zur Positionierung der Radnabe 3 zur Welle 2 angeordnet. Ferner ist an einem Innenumfang der Radnabe 3 eine Führungsgeometrie 11b zur Positionierung der Radnabe 3 zur Welle 2 ausgebildet. Die Führungsgeometrie 11a an der Welle 2 ist komplementär zu der Führungsgeometrie 11b an der Radnabe 3 ausgebildet und erleichtert die Montage von Welle 2 und Radnabe 3 dadurch, dass beim axialen Aufschieben der Radnabe 3 auf die Welle 2 zunächst die Führungsgeometrien 11a, 11b zusammenwirken und die Kegelverzahnungen an Welle 2 und Radnabe 3 derart ausrichten, dass diese im Zahneingriff stehen.The wheel bearing unit according to the invention 1 according to 2 points towards the wheel bearing unit according to the invention 1 according to 1 increased ease of assembly. This is on an outer circumference of the shaft 2 a guide geometry 11 for positioning the wheel hub 3 to the wave 2 arranged. Furthermore, the wheel hub is on an inner circumference 3 a guide geometry 11b for positioning the wheel hub 3 to the wave 2 educated. The guide geometry 11a on the shaft 2 is complementary to the guide geometry 11b on the wheel hub 3 designed and facilitates the assembly of the shaft 2 and wheel hub 3 in that when the wheel hub is pushed on axially 3 on the wave 2 first the guide geometries 11a , 11b interact and the bevel gears on the shaft 2 and wheel hub 3 Align them so that they are in mesh with each other.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: RadlagereinheitWheel bearing unit
22: Wellewave
33: Radnabewheel hub
44th: ZentralschraubeCentral screw
55: InnenverzahnungInternal gearing
66th: AußenverzahnungExternal gearing
77th: GewindebohrungThreaded hole
88th: KegelstumpfTruncated cone
99: KegelbohrungConical bore
1010: DurchgangsbohrungThrough hole
11a, 11b11a, 11b: FührungselementGuide element
1212th: Absatzparagraph
1313th: Spaltgap
1414th: SchraubenkopfScrew head
1515th: Einbuchtungindentation
1616: GewindeschaftThreaded shaft
1717th: GelenkglockeJoint bell
1818th: FlanschabschnittFlange section
1919th: LagersitzabschnittBearing seat section
2020th: InnenringInner ring
2121: Freiraumfree space
2222nd: RadlagerWheel bearings
23a, 23b23a, 23b: DichtringSealing ring
24a, 24b24a, 24b: WälzkörperreiheRolling element series
2525th: RingelementRing element
AA.: LängsachseLongitudinal axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102009051930 A1 [0002]DE 102009051930 A1 [0002]
DE 102004054907 A1 [0003]DE 102004054907 A1 [0003]

Claims

Radlagereinheit (1) für ein Fahrzeug, umfassend eine Welle (2), eine Radnabe (3) und eine Zentralschraube (4), wobei die Radnabe (3) koaxial zur Welle (2) angeordnet ist und eine Innenverzahnung (5) aufweist, wobei die Welle (2) eine Außenverzahnung (6) aufweist, die mit der Innenverzahnung (5) im Zahneingriff steht, und wobei die Welle (2) eine zentrale Gewindebohrung (7) aufweist, in die die Zentralschraube (4) zur Verspannung der Radnabe (3) mit der Welle (2) eingedreht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) zumindest teilweise als Kegelstumpf (8) ausgebildet ist, wobei die Radnabe (3) zumindest teilweise eine dazu korrespondierende Kegelbohrung (9) aufweist, wobei die Innenverzahnung (5) als Kegelverzahnung im Bereich der Kegelbohrung (9) ausgebildet ist, und wobei die Außenverzahnung (6) als Kegelverzahnung im Bereich des Kegelstumpfs (8) ausgebildet ist.Wheel bearing unit (1) for a vehicle, comprising a shaft (2), a wheel hub (3) and a central screw (4), the wheel hub (3) being arranged coaxially to the shaft (2) and having internal teeth (5), wherein the shaft (2) has external toothing (6) which meshes with the internal toothing (5), and the shaft (2) has a central threaded hole (7) into which the central screw (4) for bracing the wheel hub ( 3) is screwed in with the shaft (2), characterized in that the shaft (2) is at least partially designed as a truncated cone (8), the wheel hub (3) at least partially having a corresponding conical bore (9), the internal toothing (5) is designed as a conical toothing in the area of the conical bore (9), and wherein the external toothing (6) is designed as a conical toothing in the area of the truncated cone (8).

Radlagereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) zumindest teilweise an einem Außenumfang eine Führungsgeometrie (11 a) zur Positionierung der Radnabe (3) zur Welle (2) aufweist.Wheel bearing unit (1) Claim 1 , characterized in that the shaft (2) at least partially on an outer circumference has a guide geometry (11 a) for positioning the wheel hub (3) in relation to the shaft (2).

Radlagereinheit (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe (3) zumindest teilweise an einem Innenumfang eine Führungsgeometrie (11b) zur Positionierung der Radnabe (3) zur Welle (2) aufweist, wobei die Führungsgeometrie (11a) an der Welle (2) komplementär zu der Führungsgeometrie (11b) an der Radnabe (3) ausgebildet ist.Wheel bearing unit (1) Claim 2 , characterized in that the wheel hub (3) at least partially on an inner circumference has a guide geometry (11b) for positioning the wheel hub (3) to the shaft (2), the guide geometry (11a) on the shaft (2) complementary to the guide geometry (11b) is formed on the wheel hub (3).

Radlagereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) und die Radnabe (3) ausschließlich in einem Bereich von Innenverzahnung (5) und Außenverzahnung (6) einen Kontakt zueinander aufweisen.Wheel bearing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (2) and the wheel hub (3) are in contact with one another exclusively in an area of internal toothing (5) and external toothing (6).

Radlagereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen einer Stirnseite der Radnabe (3) und einem Absatz (12) an der Welle (2) ein umlaufender Spalt (13) ausgebildet ist.Wheel bearing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a circumferential gap (13) is formed axially between an end face of the wheel hub (3) and a shoulder (12) on the shaft (2).

Radlagereinheit (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Spalt (13) zwischen der Welle (2) und der Radnabe (3) abgedichtet ist.Wheel bearing unit (1) Claim 5 , characterized in that the circumferential gap (13) between the shaft (2) and the wheel hub (3) is sealed.

Radlagereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schraubenkopf (14) der Zentralschraube (4) zumindest teilweise stirnseitig an der Radnabe (3) zur Anlage kommt.Wheel bearing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a screw head (14) of the central screw (4) comes to rest at least partially on the end face of the wheel hub (3).

Radlagereinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralschraube (4) eine Einbuchtung (15) zur Ausbildung eines Freiraums (21) zwischen Welle (2) und Schraubenkopf (14) aufweist.Wheel bearing unit (1) Claim 7 , characterized in that the central screw (4) has an indentation (15) to form a free space (21) between the shaft (2) and the screw head (14).

Radlagereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) zumindest mittelbar mit einer Gelenkglocke (17) verbunden ist.Wheel bearing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (2) is at least indirectly connected to a joint bell (17).

Radlagereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe (3) einen Flanschabschnitt (18) zur Aufnahme eines Fahrzeugrades und einen Lagersitzabschnitt (19) zur Aufnahme eines Radlagers (22) aufweist.Wheel bearing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel hub (3) has a flange section (18) for receiving a vehicle wheel and a bearing seat section (19) for receiving a wheel bearing (22).