DE2104929B2 - Radlagerung für ein mit einer Scheibenbremse versehenes Rad eines motorgetriebenen Stra Benfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radlagerung für ein mit finer Scheibenbremse versehenes Rad eines motorgetriebenen Straßenfahrzeugs mit mindestens drei Rätfern, von denen wenigstens eines antreibbar ist, bestellend aus zwei zu einer Baueinheit vormontierten, konzentrischen, relativ zueinander rotierenden, ringförmigen Lagerteilen, die einander zugewandte Laufflächen einer Radiax-Wälzlagerung tragen und je einen mit Bohrungen versehenen Flansch haben, von denen einer im Fahrzeug und der andere am Rad und der Bremsscheibe befestigbar ist.

Derartige Radlagerungen sind z. B. aus den vorveröffentlichten niederländischen Patentanmeldungen 68 05 108 und 69 05 109 bekannt. Dort wird durch die Zusammenfassung der Wälzlager mit Befestigungsgliedern zu einer Baueinheit der Zweck verfolgt, die Montage und Zerlegung der Radlagerung zu vereinfachen lind auf diese Weise die Kosten der Herstellung und der Reparatur zu senken. Davor war es üblich, Wälzlager mit konventionell gestalteten Laufringen zu benutzen, deren Umfangflächen auf sehr genau arbeitende Sitzflächen einer Achse und eines Lagergehäuses aufgepaßt wurden. Dies bedingte eine große Anzahl von mit großer Genauigkeit hergestellten Oberflächen, und trotzdem ließ sich dabei nicht vermeiden, daß sich die Toleranzen addierten. Im Hinblick auf die Herstellungskosten und die Aufnahme von Querkräften am Rad sah bisher die normale Konstruktion mit axialem Zwischenabstand angeordnete Lager von kleinem Durchmesser vor.

Bei Radlagerungen mit grundsätzlich herkömmlichem Einsatz der Wälzlager ist es schon bekannt, aus verschiedenen Gründen verhältnismäßig große mittlere Wälzlagerdurchmesser zu verwenden. So beschreibt ζ B. die FR-PS 9 49 443 eine Radlagerung der Antriebsräder eines Frontantriebswagens, bei welcher in der Radmitte eine homokinetische Antriebskupplung angeordnet ist und ein zweireihiges Kugellager in derselben Ebene liegt, so daß sich allein wegen der Maße der Antriebskupplung ein verhältnismäßig großer Lagerdurchmesser ergibt. Eine weitere bekannte Ausführung nach der GB-PS 9 72 334 braucht einen großen Wälzlagerdurchmesser, weil im Nabenbereich ein Planetengetriebe angeordnet ist. Bei allen diesen Konstruktionen fehlt jedoch noch der Gedanke der Baueinheit, der die Verringerung der axialen Baumaße ermög-

'5 licht. Außerdem fehlt im allgemeinen Stand der Technik meistens die Bremsscheibe, von der die Bremskräfte abzuleiten sind.

Aber auch die obengenannten bekannten Radlagerungen in Form von Baueinheiten hielten sich noch, was d>e axialen und radialen Maße der Lager anbelangt, im traditionellen Rahmen. Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, eine Radlagerung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei kleinsten Maßen besser geeignet ist, die am Rad auftretenden Belastun-

²S gen aufzunehmen und zu übertragen.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Teilkreis des Wälzlagers größer ist als die axiale Gesamtbreite der Baueinheit.
Hierbei soll unter dem Teilkreis ein Kreis durch die Mittelpunkte der Wälzkörper der Wälzlagerung verstanden werden. Die Lager-Baueinheit umfaßt bei angetriebenen Rädern gegebenenfalls auch fest verbundene Kupplungsteile des Antriebsstranges.

Dadurch, daß dem Lager ein so großer Durchmesser gegeben wird, rücken die Wälzkörper so nahe wie möglich an die Entstehungsorte der am Rad und der Bremsscheibe ansetzenden Kräfte heran. Der radiale Abstand, auf dem elastisches Material die Kräfte zwischen einerseits dem Lager und andererseits dem Rad und der Bremsscheibe übertragen muß, ist auf ein Minimum reduziert. Da auch das feststehende Lagerteil nunmehr einen größeren radialen Abstand von der Mittelachse der Radlagerung hat, ergibt sich insgesamt eine verbesserte Steifigkeit aller Teile, welche die Radlagerung mit dem Fahrzeugkörper verbinden. Dementsprechend kann das Gewicht vieler Teile verringert werden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Teilkreis des Wälzlagers mit Bezug auf den Innendurchmesser der Radfelge derart groß bemessen, daß, in radialer Richtung gesehen, der Raum zwischen den Wälzkörpern und der Felge mit Ausnahme des notwendigen Spielraums vollständig ausgefüllt ist von dem äußeren Lagerteil, der Bremsscheibe und demjenigen Teil des Bremsklotzgehäuses, welcher die Bremsscheibe übergreift. Damit ergibt sich eine Konstruktion, wonach das Lager unter den vorgegebenen durch die Rad-Bremsenabmessungen bestimmten Bedingunger den größten überhaupt nur möglichen Durchmesset

*° hat. Der als Teilkreisdurchmesser bezeichnete mittlere Lagerdurchmesser nähen sich der wirksamen Bremsfläche auf der Bremsscheibe und damit auch dem Entstehungsort der auf die Radlagerung wirkenden Bremskräfte soweit wie möglich.

Vorzugsweise ist der Teilkreis des Wälzlagers mehl als doppelt so groß wie die Gesamtbreite der Bauein heit.
Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagerunj

ist es möglich, ein großes einreihiges Ringrillenlager mit Zweipunktkontakt der Wälzkörper in jeder Laufrille zu benutzen.

Die genannten konstruktiven Verbesserungen der der Radlagerung benachbarten Teile sind auf die Tatsaehe zurückzuführen, daß die Größe der Kräfte umgekehrt proportional zu ihrem Abstand vom Drehzentrum ist. Da mit größerem Durchmesser auch die die Kräfte aufnehmenden Flächen proportional anwachsen, bewirkt die äußerste Vergrößerung des mittleren Lagerdurchmessers eine äußerstmögliche Verringerung der Belastungen. Der große Durchmesser gestattet es, die Kräfte vom Rad sehr viel direkter auf das Fahrzeug überzuleiten. In vielen Fällen wird der mittlere Lagerdurchmesser nahe bei dem Durchmesser des Kreises liegen, auf welchem die Radbolzen angeordnet sind, so daß alle Teile denselben vorteilhaften Abstand vom Rotationszentrum haben.

Der große Lagerdurchmesser bringt schließlich noch den weiteren Vorteil mit sich, daß andere Konstruktionsteile, wie z. B. Bremsen, Gelenke und Gestängeteile der Steuerung und Radaufhängung usw. in kurzem Abstand voneinander und vom Lager angeordnet sein können, so daß alle Funktionen besser ausgeführt werden können, weil die Wälzkörper, welche zwar drehend *5 die stillstehenden und rotierenden Teile der Radaufhängung trennen, jedoch auch die Verbindung zwischen diesen darstellen, nahe an den Bereichen aller angreifenden Funktionen liegen. Dementsprechend können diese benachbarten Konstruktionselemente auf einfachste und wirkungsvollste Weise mit den Teilen der Radaufhängung verbunden werden, wobei sich nur wenig Material zwischen den die Laufringe tragenden Lagerelementen und den angreifenden Teilen anderer Funktionselemente befindet.

Weil der größere Lagerdurchmesser eine größere Tragkraft mit sich bringt, besteht auch größere Freiheit in der Auslegung und Ausführung des Wälzlagers. Im allgemeinen wird die wohlbekannte exzentrische Füllmethode angewandt werden können, bei welcher man keine Einfüllnut braucht. Dies ist ein bedeutsamer Vorteil bei einer Radlagerung für ein Kraftfahrzeug im Hinblick auf die dadurch gewonnene Sicherheit. Wegen des größeren Durchmessers kann auch die axiale Breite ohne Verluste an Steifigkeit verkleinert werden.

Weitere Möglichkeiten ergeben sich daraus, daß andere, z. B. leichtere Materialien bentutzt werden können, z. B. Leichtmetalle, glasfaserverstärkte Kunstharze usw.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen axialen Querschnitt durch eine Radlagerung gemäß der Erfindung bei einem nicht angetriebenen Rad,

F i g. 2 das Lager nach F i g. 1 als Baueinheit in perspektivischer Darstellung,

F i g. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radlagerung für ein lenkbares, nicht angetriebenes Rad, ebenfalls im axialen Querschnitt,

Fig.4 eine erfindungsgemäße Radlagerung bei einem angetriebenen, lenkbaren Rad,

F i g. 5 im Querschnitt eine sehr einfache Lagerausführung,

F i g. 6A, 6B, 6C sektorförmige Seitenansichten von verschiedenen Formen innerer und äußerer Lagerteile mit dem Wälzlager nach F i g. 5.

Die Radlagerung nach Fig. 1 und 2 enthält als wesentliche Elemente ein inneres Lagerteil 1 mit einen Radialflansch 2 und ein äußeres Lagerteil 3 mit einen ebenfalls einstückig daran ausgebildeten Radialflanscl 4. Die Flansche 2 und 4 sind mit auf einer Kreisum fangslinie 5 angeordneten Durchstecklöchern für Befe stigungsbolzen versehen. Diese Löoher bilden also ein stückig mit den Lagerteilen 1 und 3 ausgebildete Befe stigungsglieder.

Mit dem Flansch 2 des Lagerteils 1 sind mittel: Schraubenbolzen 7 ein Rad 6 und eine Bremsscheibe < fest verbunden. Ein mit der Bremsscheibe 9 zusammen wirkendes, zangenförmig gestaltetes Bremsengehäus« 10 ist am Flansch 4 befestigt. Dieser ist gemäß Fig.; mit oberen und unteren Löchern 11 für die Befestigung der Lager-Baueinheit am Fahrzeug und mit im wesent liehen um 90° dazu versetzten seitlichen Löchern 12 füi die Befestigung des Bremsengehäuses 10 verseben. Au; zeichnerischen Gründen ist das Bremsengehäuse 10 ir die geschnittene Zeichenebene gedrückt worden.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 finde! ein zweireihiges, axial beidseitig und radial wirkendes insgesamt mit 8 bezeichnetes Ringrillenlager Verwendung. Der mittlere Lagerdurchmesser ist mit 13 bezeichnet. Dies ist unter den gemäß F i g. 1 gegebener Umständen der größtmögliche Durchmesser.

Die Ausführung nach F i g. 3 unterscheidet sich von der nach F i g. 1 zunächst durch die andere Art des Wälzlagers, hier nur ein einreihiges, alle radialen und axialen Kräfte aufnehmendes Ringrillenlager 15. Diese.' ist gebildet durch ein inneres Lagerteil 14 und ein äußeres Lagerteil 16, die beide einstückig mit Radialflanschen ausgebildet und mit Befestigungslöchern 17 und 18 versehen sind. Über nicht gezeigte Schraubenbolzen sind mit dem inneren Lagerteil 14 ein Rad 19 und eine Bremsscheibe 20 und ist mit dem äußeren Lagerteil ein aus Darstellungsgründen in die Zeichenebene gerücktes Bremsengehäuse 21 verbunden. Das äußere Lagerteil 16 ist an einem Königszapfengehäuse 22 befestigt welches mit einem Ringflansch 23 an dem Lagerteil 16 anliegt. Das Königszapfengehäuse 22 ist schalenförmig ausgebildet und besitzt Lager für einen Königszaplen von dem nur die Mittelachse 24 angedeutet ist.

F i g. 4 zeigt eine Radlagerung für ein angetriebenes Rad. Wiederum besteht die Baueinheit des Lagers aus zwei einstückig mit versehenen Wälzlager-Laufringen von denen der innere mit 25 und der äußere mit 26 bezeichnet ist. Als Wälzlager dient ein zweireihiges beidseitig axial wirkendes Ringrillenlager 27. Eine Bremsscheibe 28 und das nicht gezeigte Fahrzeugrad sind mit dem inneren Lagerteil 25 verbunden. Das äußere Lagerteil 26 ist an einem ringförmigen Tragglied 29 befestigt, das mit dem Fahrzeugkörper in Verbindungsteht.

Mit dem inneren Lagerteil 25 ist ein Teil 32 einer homokinetischen Kupplung verbunden, z. B. verschweißt.

In F i g. 5 und 6 ist die einfachste Ausführungsforrtl einer Radlagerung gemäß der Erfindung dargestellt. In diesem Fall sind die Lagerteile aus Flachmaterial hergestellte Stanzteile 33 und 34 die nach dem Stanzvorgang mit einer Laufrille für ein einreihiges Ringrillenlager versehen worden sind. Wie auch bei der Ausführungsform nach F i g. 3, haben die Kugeln in jeder Rille Zweipunktkontakt.

Wie aus F i g. 6A, 6B und 6C hervorgeht, kommen für das innere und äußere Lagerteil verschieden geformte Befestigungsflanschen in Betracht. So zeigt ζ. Β F i g. 6A ein äußeres Lagerteil 34a, welches in Seitenan-

sieht im wesentlichen quadratisch ist, wobei im Bereich der Ecken Löcher 35 vorgesehen sind.

F i g. 6B zeigt eine Ausführung mit vier jeweils paarweise diametral gegenüberliegenden Augen 346, in denen Löcher 36 für Schraubenbolzen angebracht sind.

Nach Fig.6C schließlich hat das äußere Lagerteil 34c einen ringförmigen Flansch mit über den Umfang verteilten Löchern 37.

Zur Form des inneren Lagerteils zeigt F i g. 6A ein innen geschlossenes inneres Lagerteil 33a mit Löchern 38, Fig.6B ein inneres Lagerteil mit zentraler Durchgangsöffnung und radial nach innen vorspringenden Augen 336, in denen Löcher 39 angeordnet sind. Gemäß F i g. 6C ist das innere Lagerteil mit einem inneren Radialflansch 33c versehen, welcher Löcher 40 für Befestigungsschrauben trägt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Radlagerung für ein mit einer Scheibenbremse versehenes Rad eines motorgetriebenen Straßenfahrzeugs mit mindestens drei Rädern, von denen wenigstens eines antreibbar ist, bestehend aus zwei zu einer Baueinheit vormontierten, konzentrischen, relativ zueinander rotierenden, ringförmigen Lagerteilen, die einander zugewandte Laufflächen einer Radiax-Wälzlagerung tragen und je einen mit Bohrungen versehenen Flansch haben, von denen einer am Fahrzeug und der andere am Rad und der Bremsscheibe befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilkreis des Wälzlagers größer ist als die axiale Gesamtbreite der Baueinheit (1 bis 4,8 bzw. 14 bis 18 bzw. 25 bis 27).

2. Radlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilkreis des Wälzlagers mit Bezug auf den Innendurchmesser der Radfelge (6 bis 19) derart groß bemessen ist, daß in radialer Richtung gesehen, der Raum zwischen den Wälzkörpern und der Felge mit Ausnahme des notwendigen Spielraums vollständig ausgefüllt ist von dem äußeren Lagerteil, (3, 4 bis 16, 18 bzw. 26) der Bremsscheibe (9 bis 20 bzw. 28) und demjenigen Teil des Bremsklotzgehäuses (10 bzw. 21), welcher die Bremsscheibe übergreift.

3. Radlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilkreis des Wälzlagers mehr als doppelt so groß ist wie die Gesamtbreite der Baueinheit (1 bis 4 bzw. 14 bis 18 bzw. 25 bis 27).