DE3116720C1 - Lagerungsanordnung einer ueber ein Gleichlaufdrehgelenk antreibbaren Radnabe - Google Patents

Lagerungsanordnung einer ueber ein Gleichlaufdrehgelenk antreibbaren Radnabe

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Description

gekennzeichnet durch die Merkmale:
d) die Lagerung mit der Radnabe und das Gelenk bilden jeweils eigene, miteinander verbindbare und wieder voneinander lösbare Baueinheiten,
e) die Stirnverzahnung (16) weist Zähne auf, die in Umfangs- und Axialrichtung spielfrei ineinander eingreifen,
f) der Flankenwinkel der Stirnverzahnung wird so gewählt, daß die Verzahnung (16, 29, 30) selbsthemmend ist und unter Belastung durch vom Gelenk (5) übertragende Drehmomente keine freien Axialkräfte auf die Lagerung (1,3,
4) wirken.
2. Lagerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (15) tellerförmig gewölbt und die Gegenfläche an der Radnabe so ausgebildet ist, daß die Verzahnung (16) bei der Montage zuerst am Außendurchmesser trägt und erst anschließend, infolge elastischer Verformung an der Stirnseite (15) des äußeren Gelenkkörpers (7) aufgrund der Vorspannung durch den Bolzen (19) an der ganzen Fläche.
3. Lagerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flankenwinkel kleiner als 20° ist.
4. Lagerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (16, 29) als selbstzentrierende Verzahnung ausgebildet ist.
5. Lagerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Gelenkkörper (7) in seiner Stirnfläche (15) einen Ansatz (17) aufweist, der mit einer zentralen Gewindebohrung (18) versehen ist, in der ein Bolzen (19) seine Befestigung hat, der durch die Mittelbohrung des inneren Lagerringes (1) hindurchverläuft.
6. Lagerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (17) so ausgebildet ist, daß er die Zentrierung des Gelenkes (5) übernimmt, wobei die Verzahnung (30) aus zueinander parallel verlaufenden Zähnen besteht.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerungsanordnung einer über Gleichlaufdrehgelenk antreibbaren Radnabe am zugehörigen Radträger eines Motorfahrzeuges mit folgenden Merkmalen:
a) die Lagerung ist durch den Radträger gehalten,
b) die Radnabe bzw. der innere Lagerring sind über eine Stirnverzahnung drehfest mit dem äußeren Gelenkkörper des Gleichlaufdrehgelenkes verbunden,
c) der innere Lagerring bzw. die Radnabe und der äußere Gelenkkörper werden durch eine zentrale Schraube verspannt.
Bei bekannten Gelenken dieser Art (z. B. DE-OS 30 14 446) ist eine Radlagerung vorgeschlagen, bei der das Gelenk über eine Stirnverzahnung auf den inneren Lagerring und von dem inneren Lagerring weiter auf die Radnabe ein Drehmoment übertragen kann. Alle Radaufstandskräfte, Seitenkräfte sowie Biegemomente des Rades müssen bei dieser Lösung über den inneren Lagerring geleitet und von der zentralen Schraube aufgefangen werden.
Nachteilig ist des weiteren, daß bei Lösen bzw. bei Bruch der Schraubverbindung das Rad zusammen mit der Radnabe sich vom Fahrzeug löst. Des weiteren sind durch die hohen notwendigen Verspannkräfte, die zur Befestigung der Lagerung notwendig sind, nur Gelenke mit massivem Querschnitt möglich. Es sind hohe Anzugsmomente notwendig, die in der Service-Werkstatt nicht oder nur unter Schwierigkeiten aufzubringen sind.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lagerungsanordnung zu schaffen, bei der die Lagerung mit der Radnabe einerseits und das Gelenk andererseits eigenständige Baugruppen bilden, wobei eine einfache und leicht wieder lösbare Verbindung dieser Baugruppen gewährleistet ist, die Lagerungsbaugruppen axial kurz baut und die Verbindung von aus dem Drehmoment resultierenden axialen Kräften freibleibt, wodurch auch eine Herstellung des äußeren Gelenkkörpers aus Blech möglich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen:
d) die Lagerung mit der Radnabe und das Gelenk bilden jeweils eigene miteinander verbindbare und wieder voneinander lösbare Baueinheiten,
e) die Stirnverzahnung weist Zähne auf, die in Umfangs- und Axialrichtung spielfrei ineinander eingreifen,
f) der Flankenwinkel der Stirnverzahnung wird so gewählt, daß die Verzahnung selbsthemmend ist und unter Belastung durch von Gelenk übertragende Drehmomente keine freien Axialkräfte auf die Lagerung wirken.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß durch die Verwendung einer Stirnverzahnung erreicht wird, daß in Axialrichtung keine zu großen Dimensionen erreicht werden, wie sie bei anderen Befestigungsarten auftreten. Darüber hinaus läßt sich die Stirnverzahnung direkt bei der spanlosen Fertigung des Gelenkaußenteiles mit herstellen. Die Herstellung kann z. B. durch Pressen, Prägen oder Kaltfließpressen erfolgen. Bei Verzahnungen mit parallel verlaufenden Zähnen ist auch durch Räumen bzw. Fräsen eine einfache Herstellung möglich.
Ein anderer Vorteil ist bei dieser Ausbildung, daß die Verzahnung nur zur Drehmomentübertragung herangezogen werden muß, da aufgrund der geringen Flankenwinkel eine axiale Selbsthemmung auftritt und keine freien Axialkräfte wirken, so daß der Befestigungsbolzen nur eine Haltefunktion für das Gelenk auszuüben hat. Es brauchen keine überdimensionalen
axialen Kräfte aufgefangen werden. Diese axialen Kräfte werden nur zur Befestigung der Lagerringe bei einer konventionellen Lagerung benötigt. Eine Einstellung des Lagerspieles ist ebenfalls nicht notwendig.
Eine leichtbauende Konstruktion ist dann zu erzielen, wenn die Axialkräfte, die aus der Drehmomentübertragung der Verzahnung entstehen können, nicht größer sind als die Kräfte aus den Biegemomenten des abgewinkelten Gelenkes.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Gelenken, die durch eine Prägeoperation mit kaltumgeformten Kugelbahnen versehen sind. Günstig ist dabei als Ausgangswerkstoff Blech zu verwednen und kaltzuformen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß die Stirnseite des Gelenkkörpers tellerförmig gewölbt ist, so daß die Verzahnung bei der Montage erst am Außendurchmesser trägt und anschließend an der ganzen Fläche. Das dünne Blechteil ist tellerförmig. Erst beim Anziehen der Zentralschraube legen sich die Zahnflanken vollständig aneinander an.
Durch die tellerförmige Wölbung der Stirnflächen des Gelenkkörpers ist eine Verspannung möglich, so daß eine spanlose Fertigung der Teile mit großen Toleranzen eine ausreichende Fixierung gewährleistet.
Um je nach Ausführung bzw. je nach den an der Verzahnung vorliegenden Gleitverhältnissen in den Bereich der Selbsthemmung zu gelangen, ist des weiteren vorgesehen, daß der Flankenwinkel der Verzahnung kleiner als 20° ist.
Um eine Montage bzw. Demontage der Antriebswelle von der Außenseite des Fahrzeuges zu gewährleisten, ist in Ausgestaltung der Erfindung nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß der äußere Gelenkkörper in seiner Stirnfläche einen Ansatz aufweist, der eine mit Gewinde versehene zentrale Bohrung aufweist, in die eine Schraube eingreift, die durch die Mittelbohrung des inneren Lagerringes hindurch verläuft.
Vorteilhaft ist hierbei, daß die zentrale Befestigungsschraube durch die Mittelbohrung des Fahrzeugrades von außen erreichbar und lösbar ist. Die Verkürzung der Gelenkwelle durch die normale Verschiebung des getriebeseitigen Verschiebegelenkes kann zur Montage bzw. Demontage der Gelenkwelle ausgenutzt werden, ohne daß andere Baugruppen demontiert bzw. gelöst werden müßten. Die Zentrierung des äußeren Gelenkkörpers erfolgt über die radiale Stirnverzahnung. Ein eventuell auftretender geringfügiger Mittenversatz kann durch das Gleichlaufdrehgelenk selbst ausgeglichen werden. Die zentrierende Stirnverzahnung braucht daher lediglich mit relativ groben Toleranzen ausgeführt zu werden.
Damit keine zusätzlichen Maßnahmen zur Zentrierung notwendig sind, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß der Ansatz an der Stirnfläche des äußeren Gelenkkörpers die Zentrierung des Gelenkes übernimmt, wobei die Verzahnung aus zueinander parallel verlaufenden Zähnen bestehen kann.
Wird nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß die Verzahnung als selbstzentrierende Verzahnung ausgebildet ist, so kann ohne weiteres die Ausbildung des Ansatzes als Zentrierung entfallen, da die entsprechend gestaltete Verzahnung diese Funktion übernimmt.
Die zentrale Mittelbohrung der Radnabe ist ohne weiteres dazu geeignet, den Befestigungsbolzen aufzunehmen, so daß eine Zugänglichkeit von der Fahrzeugaußenseite jederzeit gewährleistet ist.
Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 eine Lagerungsanordnung mit einem Antriebsgelenk, axial befestigt, im Schnitt,
Fig.2 eine Ansicht der Stirnseite des äußeren Gelenkkörpers,
F i g. 2a einen Schnitt entlang der Linie A-A in F i g. 2, Fig.3 eine weitere Ansicht der Stirnseite des äußeren Gelenkkörpers mit einer anderen Stirnverzahnung,
F i g. 3a einen Schnitt entlang der Linie B-B in F i g. 3, F i g. 4 einen Schnitt der Verzahnung mit zueinander parallelen Zähnen und zentrierendem Ansatz zwischen äußerem Gelenkkörper und innerem Lagerring,
Fig.5 eine Ansicht der Stirnseite des in Fig.4 dargestellten äußeren Gelenkkörpers,
F i g. 6 die Verformungsverhältnisse des in F i g. 1 dargestellten Gelenkkörpers.
Die in F i g. 1 dargestellte Lagerungsanordnung eines Motorfahrzeuges besteht im wesentlichen aus dem inneren Lagerring 1, der mit der Radnabe 2 einteilig ausgebildet ist. Auf dem inneren Lagerring 1 und dem äußeren Lagerring 3 sind Laufbahnen für Wälzkörper 4 so angeordnet, daß ein zweireihiges Schrägkugellager — ein sogenanntes Radiaxlager — entsteht. Der innere Lagerring 1 besitzt auf der dem Gelenk 5 abgewandten Seite einen Zentriersitz 6 zur Aufnahme einer Bremsscheibe. Das Gelenk 5 weist einen äußeren Gelenkkörper 7, der in seinem Hohlraum mit Rillen 8 versehen ist, einen in dem äußeren Gelenkkörper 7 angeordneten inneren Gelenkkörper 9, welcher ebenfalls mit Rillen 10 versehen ist und Kugeln il auf, die in Fenstern eines Käfigs 12 geführt sind und in jeweils einer Rille 8 und 10 des äußeren 7 bzw. inneren Gelenkkörpers 9 zur Drehmomentübertragung aufgenommen sind. Der innere Gelenkkörper 9 hat eine Bohrung, in die eine Profilwelle 13 mittels Keilnutenverzahnung oder ähnlicher Befestigungsmittel aufgenommen ist. Die Abdichtung des Gelenkes 5 erfolgt durch einen Faltenbalg 14.
An der Stirnseite 15 des äußeren Gelenkkörpers 7 ist eine Verzahnung 16 vorgesehen, die mit einer entsprechenden Verzahnung 29 des inneren Lagerringes 1 in Eingriff steht. Diese Verzahnung 16,29 dient der Übertragung des Drehmomentes vom Gelenk 5 auf den inneren Lagerring 1. Im Zentrum der Stirnseite 15 des äußeren Gelenkkörpers 7 ist ein Ansatz 17 angebracht, der eine mit Gewinde versehene Bohrung 18 besitzt. In diese Bohrung 18 ist ein von der zentralen Bohrung 20 der Radnabe 2 her zugänglicher Bolzen 19 eingeschraubt. Diese zentrale Bohrung 20 ist durch die Mittelbohrung des Fahrzeugrades (der Einfachheit halber nicht dargestellt) zugänglich, so daß ein Lösen bzw. Montieren der Gelenkwelle mit dem Gelenk 5 von der Fahrzeugaußenseite her möglich ist. Der innere Lagerring 1 kann auf in Form eines Ansatzes ausgebildet sein, so daß ein Lager verwendet werden und als eigenes Bauteil auf der Radnabe 2 montiert werden kann.
F i g. 2 zeigt die Stirnseite 15 des äußeren Gelenkkörpers 7 in Ansicht. Der äußere Gelenkkörper 7 trägt auf seiner Stirnseite 15 die Verzahnung 16 in Form einer Stirnverzahnung sowie die Bohrung 18, in deren Gewinde der Bolzen 19 eingeschraubt wird. Die Ausbeulungen 21 entsprechen auf ihrer Innenseite den Rillen 8. Insgesamt ist die Stirnseite 15 gewölbt und zwar in der Weise, daß bei der Montage der
Verzahnung 16,29 zuerst der äußere Umfang bei 22 zur Anlage kommt und erst nach Anzug des Bolzens 19 der innere Umfang bei 23 der Verspannfläche sich anlegt. Durch diese Art der Verspannung können in der Fertigung große Toleranzen zugelassen werden.
Die in F i g. 2 und F i g. 2a dargestellte Verzahnung 16 weist radial angeordnete Zähne auf.
In F i g. 3 und F i g. 3a ist eine weitere Ausführungsform des äußeren Gelenkkörpers 7 dargestellt, bei dem eine andere Art der Verzahnung 16 verwendet wird. Diese Verzahnung 16 läßt sich sehr günstig bei einem aus Blech geprägten äußeren Gelenkkörper 7 anwenden.
Der äußere Gelenkkörper 7 nach den F i g. 4 und 5 ist mit einer Verzahnung 30 versehen, deren Zähne zueinander parallel verlaufen. Eine solche Verzahnung 30 ist fertigungstechnisch günstig. Der Ansatz 17 übernimmt die Zentrierung und ist wie beschrieben, von der Radaußenseite her mit dem inneren Lagerring 1 der Lagerung verschraubt.
Der Zapfen 17 muß in Axialrichtung Spiel aufweisen, da die Verzahnung 16 selbst spielfrei angezogen sein muß.
Der in Fig.6 gezeigte Gelenkkörper 7 ist mit einer gewölbten Stirnseite 15 versehen, wobei deren äußerer Teil bei 22 zur Senkrechten in einem Winkel tx verläuft, so daß der innenliegende Teil der Verspannfläche bei 23 erst nach dem Anzug des Bolzens 19 unter Vorspannung an dem inneren Lagerring 1 anliegt. Die F i g. 6 zeigt weiter den Ansatz 17 mit seiner mit Gewinde versehenen Bohrung 18.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
- Leerseite -
- Leerseite -

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Lagerungsanordnung einer über Gleichlaufdrehgelenk antreibbaren Radnabe am zugehörigen Radträger eines Motorfahrzeuges mit folgenden Merkmalen:
a) die Lagerung ist durch den Radträger gehalten,
b) die Radnabe bzw. der innere Lagerring sind über eine Stirnverzahnung drehfest mit dem äußeren Gelenkkörper des Gleichlaufdrehgelenkes verbunden,
c) der innere Lagerring bzw. die Radnabe und der äußere Gelenkkörper werden durch eine zentrale Schraube verspannt,
DE3116720A 1981-04-28 1981-04-28 Lagerungsanordnung einer ueber ein Gleichlaufdrehgelenk antreibbaren Radnabe Expired DE3116720C1 (de)

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