DE3423855A1 - Radlagerung - Google Patents

Radlagerung

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DE3423855A1
DE3423855A1 DE19843423855 DE3423855A DE3423855A1 DE 3423855 A1 DE3423855 A1 DE 3423855A1 DE 19843423855 DE19843423855 DE 19843423855 DE 3423855 A DE3423855 A DE 3423855A DE 3423855 A1 DE3423855 A1 DE 3423855A1
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Pierre Louis Marie Dipl.-Ing. Neauphle-le-château Guimbretière
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Glaenzer Spicer SA
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Glaenzer Spicer SA
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    • F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
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Description

- Hn/Nb „ r^ Seite 5
Radlagerun
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Radlagerung für Antriebsräder von Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. ·
Diese Radlagerung besteht aus einem Radlager mit einem mit einer Radnabe festverbundenen Inenring sowie aus einem zum Radlager koaxial angeordneten Antriebsgelenk mit mindestens zwei Zapfen.
In einem Radlager, das für ein Antriebsrad bestimmt und nach dem Prinzip der sogenannten "Dritten Generation" konzipiert ist, d.h. dessen Außen- und Innenringe jeweils einstükkig ausgebildet sind, bilden Innenring und Radnabe eine Baueinheit, wobei der Antrieb über einen Achszapfen mit einem Profil erfolgt, das in den Innenring eingreift und axial gesichert wird. . .
Ein solche Radlagerung der "Dritten Generation", die mit einem Antriebsgelenk mit mehreren Zapfen (Bipoden-, Tripoden-Gelenk usw.) kombiniert werden kann, ist schwer und erfordert viel Einbauraum. .
S0174.001 - Hn/Nb • Seite
Es wurde daher eine Radlagerung der "Vierten Generation" vorgeschlagen, d.h. mit einem verlängerten einstückigen Innenring, um das Innenteil eines Gelenkes mit mehreren Kugeln für ein Antriebsrad und gegebenenfalls auch für ein gelenktes Rad aufzunehmen, wobei das Gelenk die Übertragung des Antriebsdrehmomentes übernimmt.
Diese Radlagerung der "Vierten Generation" stellt zwar eine Verbesserung gegenüber der dritten Generation dar, beinhaltet aber auch Nachteile.
Aufgrund seiner verschiedenen Funktionen muß der Innenring mehreren Anforderungen gleichzeitig gerecht werden und außerdem der beim Bremsen entwickelten Wärme standhalten. Der für diesen Ring verwendete Werkstoff muß daher sorgfältig ausgesucht werden.
Zudem ist eine beschädigte Radlagerung der "Vierten Generation" nicht zu reparieren; sie ist durch einen Kraftfahrzeugmechaniker bzw. einen Anwender praktisch nicht zu zerlegen, so daß sie komplett ausgewechselt werden muß.
Die Herstellung von Radlagerungen der "Vierten Generation" ist schließlich besonders kostspielig, da eine geeignete Bearbeitung des Innenringes zur Aufnahme des Mehrfachkugelgelenkes Schwierigkeiten bereitet, so daß sehr hohe Ausschußkosten durch Bearbeitungsfelder entstehen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Nachteile durch Schaffung einer Radlagerung zu vermeiden, die sich leicht aus einer Radlagerung der "Dritten Generation" herstellen läßt. Die Lösung ist durch eine Radlagerung nach dem Hauptanspruch gegeben.
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Erfindungsgemäß weist der Innenring Sitze zur Aufnahme von zumindest einem Teil der Enden der Gelenkzapfen auf» wobei diese mit dem Innenring so verbunden sind, daß sie bei ihrer' Drehung den Innenring mit antreiben.
Bei einer ersten Ausführungsart der Erfindung sind die Endstücke der Gelenkzapfen in den im Innenring ausgebildeten Aussparungen bzw. Ausschnitten mit entsprechendem Querschnitt eingelassen, wobei sie am Innenring z.B. durch Schweiß-, Lötoder Klebeverbindung befestigt sind, um auch die Dichtigkeit der Radlagerung an den Ausschnitten zu gewährleisten.
Hierbei wird das Antriebsdrehmoment nicht mehr über ein Profil auf den Radträger übertragen, sondern durch zwei bzw. drei· Befestigungspunkte der Gelenkzapfen, je nachdem, ob es sich um ein Bipoden- oder ein Tripoden-Gelenk handelt. Dadurch muß der innere Antriebsring den bei der "Dritten Generation" und nicht den bei der "Vierten Generation" gestellten Anforderungen entsprechen, was zu einer erheblichen Reduzierung der Kosten und der Schwierigkeiten bei der Herstellung dieses Ringes gegenüber der Radlagerung der "Vierten Generation" führt. . . '
Außerdem befinden sich die Rollen der Zapfen der Tripoden- bzw. Bipoden-Gelenke nicht in der Nähe des sich beim Bremsen entwickelnden und über den Innenring zuströmenden Wärmeflusses- im Gegensatz zu dem, was bei der Radlagerung der vierten Gereration zu beobachten ist - , und der Kontakt zwischen Gelenk und Ring zur Übertragung des Antriebsdrehmomentes erfolgt hier - anstatt über den gesamten Außenumfang des Ringes - über drei Punkte, was ebenso zu einer Reduzierung der Wärmeübertragung auf das Gelenk beim Bremsen beiträgt.
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Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden in der nun folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die nachfolgend erwähnten Zeichnungsfiguren, die mehrere mögliche Ausführungsarten als nicht einschränkende Beispiele darstellen, deutlich erscheinen.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht mit einem Teil-Längsschnitt, einer ersten Ausführungsart der erfindungsgemäßen Radlagerung für Antriebsräder von Kraft-Kraftfahrzeugen ,
Fig. 2 eine Detailansicht eines Schnittes entlang der
Linie II-II von Fig. 1 auf Höhe des Verankerungspunktes eines Gelenkzapfens im Innenring der Radlagerung,
Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht eines Gegenringes, der Bestandteil der Ausführung nach Fig. 1 ist und den festen Sitz der Gelenkzapfenenden im Innenring der Radlagerung gewährleistet,
Fig. 1J eine zweite Ausführungsart der erfindungsgemäßen Radlagerung in ähnlicher Ansicht wie Fig. 1,
Fig. 5 eine Ansicht mit einem Teil-Längsschnitt einer
dritten Ausführungsart der erfindungsgemäßen Radlagerung,
SQI74.OOI - Hn/Nb , <lt Seite 9
Fig. 6 eine Teilansicht eines Längsschnittes einer
vierten Ausführungsart der Erfindung,
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII von Fig. 6, ·
Fig. 8 eine Teilansicht eines Längsschnittes einer
fünften Ausführungsart der erfindungsgemäßen Radlagerung, und schließlich
Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX von Fig. 8.
Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Radlagerung ist für ein Antriebsrad eines Kraftfahrzeuges bestimmt und mit einem nachdem Prinzip der sogenannten "Dritten Generation" konzipierten Radlager ausgerüstet.
Dieses Radlager besteht aus einem einstückigen Außenring (T) sowie aus einem einstückig mit einer Radnabe (3) ausgebildeten Innenring (2), wobei Kugelsätze (4) zwischen den Ringen (1) und (2) eingesetzt sind. Ein solches Radlager ist mit '. einem koaxialen Antriebsgelenk (5) (Achse X-X) kombiniert, ■ wobei das Gelenk einen Gelenkkörper (6) enthält,.der Zapfen (7) aufweist, von denen ein einzelner in Fig. 1 dargestellt ist. Bei einem Bipoden-Gelenk sind zwei Zapfen (7) vorhanden, bei einem Tripoden-Gelenk drei Zapfen usw..
Der Gelenkkörper (6) ist in an sich bekannter Weise mit zu den Zapfen (7) koaxial angeordneten Rollen (8) ausgestattet, die in den entsprechenden Laufbahnen (9) der Gabeln (11) einer Glocke (12) rollen können, die um die Achse X-X durch
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eine - nicht dargestellte - Welle angetrieben wird. Ein Faltenbalg (13) übernimmt die Abdichtung des Antriebsgelenkes (5).
Diese Radlagerung enthält Mittel zum Antrieb des Innenringes (2) und der Radnabe (3) über die Zapfen (7) des Gelenkes (5). In dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen diese Mittel pro Zapfen (7) eine Aussparung bzw. einen Ausschnitt (23) mit halbkreisförmigem Querschnitt auf, der dem Durchmesser des Endstückes des Zapfens (7) entspricht. Der Ausschnitt (23) ist hierbei in dem axial dem Inneren der Radlagerung zugewandten Rand des Innenringes (2) angeordnet. Zusätzlich sind Mittel zur Befestigung der Endstücke der Zapfen (7) am Innenring (2), z.B. durch Schweiß-, Lot- oder Klebeverbindung, sowie zur Abdichtung des Radlagers an den Ausschnitten (23) vorgesehen. Im Beispiel nach Fig. 1 bis 3 bestehen diese Befestigungsmittel aus einem Gegenring (14) mit entsprechenden, den Ausschnitten (23) gegenüberliegenden halbrunden Ausschnitten (15), in die die Endstücke der Zapfen (7) aufgenommen werden, wobei der Gegenring (14) an den Zapfenenden sowie an dem ringförmigen Rand des Innenringes (2) mittels einer der vorgenannten Verbindungen befestigt ist.
Die Verbindung der entsprechenden Teile (7,2,14) kann an den gesamten Kontaktflächen oder nur im Bereich einiger dieser Kontaktflächen erfolgen.
An dem Gegenring (14) ist der Faltenbalg (13) sowie ein Kragen (16) zur Sicherung der Abdichtungselemente des Radlagers befestigt. Hierdurch ermöglicht der Gegenring (14) eine leichtere Abdichtung sowohl des Radlagers als auch des Antriebsgelenkes (5).
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Unter den vorstehend aufgezeigten Gegebenheiten wird das An-. triebsdrehmoment, das durch die Drehung der Glocke (12) um die Achse X-X entsteht, über die Zapfen (7) auf den Innenring (2) und die Radnabe (3) übertragen, und nicht mehr über einen Achszapfen, der - wie bei früheren Ausführungen - mit einem Profil zusammenarbeitet.
Eine solche Anordnung ermöglicht eine einfachere Herstellung und Montage der erfindungsgemäßen Radlagerung aus einer Lagerung der "Dritten Generation". Es sind nämlich nur die halbrunden Ausschnitte (13) im Lagerring (2) in der Anzahl der Zapfen (7) des Gelenkkörpers (6) zu bearbeiten. Das Gelenk (5) und der Innenring (2) können damit getrennt voneinander hergestellt werden, wodurch die Ausschußkosten begrenzbar sind. ■
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Radlagerung besteht darin, daß sich die Rollen (8) der Zapfen (7) - im Gegensatz zu dem, was bei den Radlagern der "Vierten Generation" zu beobachten ist - nicht in der Nähe des sich beim Bremsen entwickelnden und über den Innenring (2) zugeführten Wärmestroms befinden. Außerdem wird die Wärmeübertragung auf das Gelenk (5) beim Bremsen auch dadurch reduziert, daß der Kontakt zwischen Gelenk und Radlager bei einem Tripoden-Gelenk auf drei Punkte und bei einem Bipoden-Gelenk auf nur zwei Punkte begrenzt ist, anstatt auf dem gesamten äußeren Umfang des Gelenkes, wie bei Mehrfachkugelgelenken, zu erfolgen.
In der zweiten, in Fig. 4 dargestellten Ausführungsart sind die Zapfen (17) des Gelenkes (18) kürzer als die Zapfen der vorangegangenen Ausführung und jeweils mit einem Radialstift (19) ausgestattet, der in einem Radialsitz des Zapfens (17) eingesteckt ist und der am Zapfen mit jedem geeigneten Ver-
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fahren, wie z.B. Schweißen, Kleben usw., befestigt ist. Jeder Stift (19) weist an der äußeren Seite des Zapfens (17) einen Überstand (19a) auf, der in einer entsprechenden, in dem Innenring (2) eingearbeiteten zylindrischen Aussparung aufgenommen wird. Im Gegensatz zu den vorangegangenen Aussparungen sind die Aussparungen, die die Überstände (19a) aufnehmen, im Körper des Innenringes (2) und nicht an dessen axial dem inneren der Radlagerung zugewandten Rand eingearbeitet, an dem der Faltenbalg (13) direkt befestigt ist.
Anstelle einer festen Verbindung mit den Zapfen (17) können die Radialstifte (19) abnehmbar sein, beispielsweise durch eine Schraubverbindung, wodurch das Gelenk (18) bei eventuellen Reparaturen aus dem Innenring (2) ausgebaut werden kann.
Bei dieser Ausführungsart wird also das Antriebsdrehmoment durch die Zapfen (17) über die Stifte (19) auf den Innenring (2) übertragen, wobei der Werkstoff der Stifte (19) selbstverständlich so gewählt werden muß, daß er eine ausreichende Festigkeit aufweist.
Bei der dritten, in Fig. 5 dargestellten Ausführungsart greifen die Endstücke (21a) der Zapfen (21) jeweils in einen Ring (22), der in einem entsprechenden zylindrischen Sitz (33) eingepaßt ist, der radial in dem Innenring (2) des Lagers eingearbeitet ist. Der Innenring (2) sowie der Ring (22) und das Endstück (21a) jedes Zapfens (21) sind durch jedes geeignete Verfahren, z.B. durch Schweißen, aneinander befestigbar.
Das Antriebsmoment wird hier also durch die Endstücke (21a) und die zugehörigen Ringe (22) auf den Innenring (2) übertragen.
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Die Ringe (22) können mit dem Innenring (2) und den Zapfen (21) fest verschraubt sein, wodurch die Lagerung nicht zu zerlegen ist. Sie können indes auch abnehmbar montiert sein, um ein Trennen von Gelenk und Radlager zu ermöglichen*
Bei der Variante nach Fig. 6 und 7 werden die Endstücke der Zapfen (7) in halbkreisförmigen Ausschnitten (23) aufgenommen und durch eine ringförmige Kappe (24) festgehalten. Die Kappe (24) hat ein Innengewinde, mit dem sie an dem Innenring (2) durch Aufschrauben auf einem in dessen Außenrand vorgesehenen Gewinde (26) befestigbar ist. Das Abdichten des Radlagers wird durch einen Kragen (27) gewährleistet, der auf der Kappe (24) befestigt ist; die Kappe kann zur Teilung von Gelenk und Radlager abgenommen werden.
Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 8 und 9 werden schließlich die Endstücke der Zapfen (28) in Sitzen (29) mit entsprechendem Querschnitt aufgenommen, die in den axial zum Inneren der Radlagerung zugewandten Rand des Innenringes (2) eingearbeitet sind. Die äußeren Enden der Zapfen (28) sind mit seitlichen Abflachungen (28a) ausgestattet, die auf entsprechende, im Sitz (29) ausgebildete Abflachungen drücken, damit das Antriebsdrehmoment auf den Innenring (2) übertragen werden kann. Die Zapfen (28) werden durch einen Klemmring . (3D mit je.dem Zapfen (28) gegenüberliegenden Zungen (32) festgehalten, die in die entsprechenden Ausschnitte des Ringes (2) eingepreßt sind, wodurch die Befestigung von Zapfen (28) und Klemmring (3D an dem Innenring (2) gewährleistet wird.
Wie bei der Ausführung von Fig. 6 und 7 erlaubt diese Lösung das Zerlegen von Antriebsgelenk und Radlager. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsarten beschränkt.
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Sie kann vielmehr in einer Vielzahl von Ausführungsvarianten hergestellt werden. Sämtliche Ausführungsarten haben den Vorteil, daß Spiel und Geräusche, die bei den Übertragungsprofilen der Radlagerungen der "Dritten Generation" zu beobachten sind, nicht mehr auftreten, und daß gleichzeitig das Gewicht reduziert wird.
Bei den unterschiedlichen möglichen Ausführungsarten der Lagerungsvorrichtung nehmen die im Innenring ausgebildeten Sitze zumindest einen Teil der Enden der Radialzapfen des Gelenkes auf.
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BEZUGSZEICHENLISTE
1 Außenring (Lager-)
2 Innenring (Lager-)
3 Radnabe
4 Kugeln, Kugelsatz
5 Gelenk (Antriebs-)
6 Gelenkkörper
7 Zapfen
8 Rollen
9 Laufbahn
10 frei
11 Gabel
12 Glocke
13 . Faltenbalg
14 Gegenring
15 Ausschnitt
16 Kragen
17 Zapfen
18 Gelenk
19 Stift (Radial-)
19a Überstand
20 frei
21 Zapfen
21a Enstück
22 Ring
23 Ausschnitt
24 Kappe
25 frei
26 Gewinde
27 Kragen
28 ' Zapfen
28a Abflachung
29 . Sitz
30 frei
31 Klemmring
32 Zunge
33 Sitz

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE
1. Radlagerung für Antriebsräder von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Radlager mit einem einstückig mit einer Radnabe ausgebildeten Innenring sowie aus einem koaxial zum Radlager, angeordneten Antriebsgelenk mit mindestens zwei Radialzapfen, die in Gabeln einer Glocke des Gelenkes Wälzrollen tragen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenring (2) Sitze aufweist, die zumindest teilweise die Enden oder Verlängerungen der Zapfen (7,17,21, 28) des Gelenkes (5) aufnehmen, wobei die Zapfenenden oder -Verlängerungen mit dem Innenring (2) antreibend verbunden sind. ■
2. Radlagerung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Endstücke der Zapfen (7) des Gelenkes (5) in Aussparungen bzw. Ausschnitten (23) mit entsprechendem Durchmesser, die die Sitze in dem Innenring (2) bilden,
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eingelassen sind, wobei die Endstücke der Zapfen (7) unter Abdichtung des Radlagers an den Ausschnitten (13) insbesondere durch Schweißen, Löten oder Kleben am Innenring (2)' befestigt sind.
3. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausschnitte (23) in den axial der Innenseite der Radlagerung zugewandten Rand des Ringes (2) eingearbeitet und Befestigungsmittel mit einem Gegenring (14) vorgesehen sind, der zu den Ausschnitten des Innenringes (2) passende Ausschnitte (15) aufweist, um die Endstücke der Zapfen (7) aufzunehmen, wobei der Gegenring (14) am Innenring (2) und an den Zapfen (7) befestigt und mit einem Kragen (Ί6) zur Abdichtung des Radlagers ausgestattet ist.
4. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Endstücke der in den Ausschnitten (23) aufgenommenen Zapfen (7) durch eine ringförmige Kappe (24) festgehalten werden, wobei diese zur trennbaren Verbindung von Gelenk (5) und Radlager auf dem Innenring (2) aufgeschraubt ist und einen Kragen (27) zur Abdichtung des Radlagers aufweist.
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5. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Endstücke (28a) der Zapfen (28) mit seitlichen Abflachungen ((28a) in Sitzen (29) mit entsprechendem, Querschnitt aufgenommen und in diesen Sitzen (29) durch einen Klemmring (31) festgehalten werden, der jedem Zapfen gegenüber Zungen (32) aufweist, die an dem Innenring (2) zur trennbaren Verbindung von Gelenk und Radlager durch Einpressen befestigt sind.
6. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zapfen (17) des Gelenkes (18) jeweils einen Radialstift (19) aufweisen, der in einem Radialsitz des Zapfens (17)" eingesteckt ist und einen Überstand (19a) hat, der in einer entsprechenden Aussparung des Innenringes (2) des Radlagers aufgenommen wird, wobei diese Stifte (19) mit den Zapfen (17) fest verbunden oder aber von · ihnen lösbar sind.
7. Radlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Endstücke (21a) der Zapfen (21) jeweils in einen Ring (22) greifen, der in einer entsprechenden zylindrischen Aussparung des Innenringes (2) eingepaßt ist, wobei
001 - Hn/Nb ^ Seite
der Innenring (2) sowie der Ring (22) und das Endstück (21a) des Zapfens (21) fest verbunden oder voneinander lösbar sind.
DE19843423855 1983-07-04 1984-06-28 Radlagerung Ceased DE3423855A1 (de)

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