DE69401636T2

DE69401636T2 - Radnabeeinrichtung mit Lagervorrichtung und homokinetischer Kupplung

Info

Publication number: DE69401636T2
Application number: DE69401636T
Authority: DE
Inventors: Jozef Johannes Holsnijders; Hendrikus Jan Kapaan; Abraham Korenhof; Douwe Alexander Maas; Gert-Jan Scheers; Dalen Willem Cornelis Van; Patricia Wilson
Original assignee: SKF Industrial Trading and Development Co BV
Current assignee: SKF Industrial Trading and Development Co BV
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2014-11-09
Also published as: KR950013744A; NL9301962A; EP0653315A1; EP0653315B1; DE69401636D1; JPH07205607A

Description

Die Erfindung betrifft eine Nabenanordnung für ein angetriebenes Fahrzeugrad, mit einer Lagereinheit, mit einem inneren Kugelring und einer homokinetischen Kupplung, die mit dem inneren Kugelring mittels eines gesonderten Verbindungsstückes und einem Vorspannmittel in Verbindung mit dem Verbindungsstück zusammenwirkt, um die Lagereinheit und die Kupplung in engen Kontakt miteinander zu halten.
Eine solche Nabenanordnung ist aus der GB-A-2191267 bekannt. Der innere Kugelring dieser bekannten Nabenanordnung ist auf einem Nabenelement angeordnet, das mittels einer Keilverzahnung mit der Kupplung zusammenwirkt. Eine Befestigung mittels Keuwellen hat den Nachteil, teuer zu sein und daß die Nabenanordnung vergleichsweise schwer wird.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Nabenanordnung zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Verbindungsstück eine Verbindungshülse aufweist, an der die Vorspannungsmittel angreifen, wobei die Verbindungshülse mit dem inneren Kugelring und der Kupplung mittels nicht kreisförmiger Formen zusammenwirkt.
Das Verbindungsstück und die inneren Oberflächen des inneren Kugelrings und der Kupplung können eine einfache Form aufweisen, d.h. ohne Keilwellenverzahnung, so daß sie billig, beispielsweise durch Stanzen oder Pressen, hergestellt werden können.
Das Verbindungsstück kann einen nach außen gerichteten Flansch aufweisen, der an einer von der Lagereinheit abgewandten Berührungsfläche der Kupplung anliegt, wobei Vorspannmittel vorgesehen sind, die mit der Verbindungshülse mittels des Flansches zusammenwirken, um die Lagereinheit und Kupplung unter axialer Vorspannung gegeneinander verpreßt zu halten. Die Beibehaltung einer gewissen Vorspannung in der Verbindung zwischen der im inneren Kugelring und der Kupplung ist wichtig für eine spielfreie Übertragung verschiedener Belastungen.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn in axialer Richtung innerer Kugelring und Kupplung gegeneinander mittels der Verbindungshülse und eines Bolzens der an letzterer anliegt, verspannt gehalten werden.
Vorzugsweise liegt der Kopf des Bolzens an einer Kontaktfläche der Lagereinheit an, die von der Kupplung weggerichtet angeordnet ist, und der Schaft des Bolzens ist in eine Mutter eingeschraubt, die mit der Verbindungshülse zusammenwirkt.
Gemäß einer ersten Möglichkeit ist die Mutter einstückig mit dem Verbindungsstück ausgebildet; gemäß einer zweiten Möglichkeit ist die Mutter in einer Verbindungshülse angeordnet und stützt sich an einem nach innen gerichteten Flansch der Verbindungshülse ab.
Um die notwendige Flexibilität der Verbindung zu erreichen, kann ein Kompressionskörper aus einem nachgiebigen Material, wie Gummi, zwischen der Mutter und dem nach innen gerichteten Flansch der Verbindungshülse angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Variante kann der Bolzenkopf an einer Achskappe anliegen, die selbst an dem inneren Kugelring anliegt. Bei einer Konstruktion diesen Typs kann die Achskappe vorteilhaft so ausgebildet sein, daß die gewünschte Flexibilität der Bolzenverbindung erhalten wird. Die Bolzenverbindung darf nämlich in Anbetracht der sich verändernden Belastungen, denen die Nabe eines Fahrzeuges ausgesetzt ist, nicht zu starr sein.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Nabe eine Achskappe aufweisen, die einen vertieften Bereich hat, der in die Bohrung paßt und mit dem Bolzenkopf in Kontakt ist. Mit einem vertieften inneren Bereich dieser Art ist der Bolzen relativ kurz. Eine Ausführungsform dieses Typs ist wegen der niedrigen Kosten besonders vorteilhaft. Da der Bolzen eine hochgradig strukturierte Komponente ist, die aus speziellem Stahl hergestellt wird und in Anbetracht der sich verändernden Belastungen eine spezielle Oberflächenbehandlung benötigt, können die Kosten verringert werden, indem der Bolzen kürzer gemacht wird. Es ist zutreffend, daß ein kürzerer Bolzen starrer ist, aber die gewünschte Nachgiebigkeit der Verbindung kann immer noch mittels der Achskappe erhalten werden.
In diesem Zusammenhang ist eine Nabe besonders vorteilhaft, bei der die Bohrung einen konisch sich erweiternden Bereich aufweist und der vertiefte Bereich der Achskappe eine entsprechende konische Form aufweist.
Insbesondere kann die Nabe eine Lagereinheit mit zwei Kugelreihen aufweisen, wobei der innere Kugelring aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, die ähnlich gegeneinander unter axialer Vorspannung gehalten werden.
Die Erfindung wird im folgenden genauer mit Bezug auf einige in der Zeichnung dargestellte Beispiele erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nabenanordnung im Querschnitt,
Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1,
Figur 3 einen Schnitt eines Teils einer zweiten Ausführungsform, und
Figur 4 einen Schnitt eines Teils einer dritten Ausführungsform.
Die beispielhafte Ausführungsform gemäß Figur 1 weist eine Lagereinheit auf, die in ihrer Gesamtheit durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, und eine homokinetische Kupplung 2. Ein Teil des Gehäuses 3 der homokinetischen Kupplung 2 ist im Querschnitt dargestellt.
Die Lagereinheit 1 weist einen feststehenden äußeren Kugelring 4 auf, der an der Aufhängung 5 befestigt werden kann. Zusätzlich gibt es einen inneren Kugelring 6, der an dem Gehäuse 3 der homokinetischen Kupplung 2 in einer Weise befestigt ist, die im folgenden noch genauer beschrieben wird.
Zwei Kugelreihen 7 sind in bekannter Weise zwischen dem inneren Kugelring und dem äußeren Kugelring 4 angeordnet. Befestigungsbolzen 9, an denen ein Rad befestigt werden kann, sind an dem einstückigen Flansch 8 des inneren Kugelrings 6 angeordnet. Die Bremsscheibe 10, von der ein Teil dargestellt ist, ist ebenso mittels der Bolzen befestigt.
Der innere Kugelring hat eine Innenkammer, die in ihrer Gesamtheit mit 11 bezeichnet ist, wobei der äußere Bereich 12 dieser Kammer zylindrisch ist. Der innere Bereich 13 weist einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf. Dieser Bereich 13 wird durch drei flache Flächen 14 begrenzt, die miteinander durch teilweise gekrümmte (kreisförmige) Flächen 15 verbunden sind. Auf diese Weise wird eine etwa dreieckförmige innere Kammer 13 erhalten.
Das Gehäuse 3 der homokinetischen Kupplung weist einen Flansch 16 auf, der eine entsprechend geformte innere Öffnung 17 hat. Eine Verbindungshülse 18 paßt mit enger Passung sowohl in die Öffnung 17 des Flansches 16 wie in den Bereich 13 der Kammer 11 im inneren Kugelring 6. Die Verbindungshülse 18 hat nach außen gerichtete Flansche 19 an ihren Enden, die auf die homokinetische Kupplung hin gerichtet sind und einen nach innen gerichteten Flansch 20 am anderen Ende. Die Verbindungshülse 18 hintergreift mit dem Flansch 19 den Flansch 16 der homokinetischen Kupplung 2.
In der Hülse 18 ist eine Mutter 21, in die der Bolzen 22 eingeschraubt ist, angeordnet. Zusätzlich ist ein flexibler Kompressionskörper 41, beispielsweise aus Gummi, zwischen dem nach innen gerichteten Flansch 20 und der Mutter angeordnet. Der Kopf 23 des Bolzens 22 liegt an einer Unterlegscheibe 24 an, die wiederum an der Schulter 25 anliegt, die im Bereich der Fläche 14 gebildet ist.
Wenn der Bolzen 22 gegen die Mutter 21 geschraubt wird, wird der Flansch 16 des Gehäuses 3 fest gegen den inneren Kugelring der Lagereinheit gezogen und der Kompressionskörper wird zusammengedrückt.
Wie Figur 1 zeigt, weist der innere Kugelring eine ersten Kugelbahn 26 und eine zweiten Kugelbahn 27 auf. Eine Reihe von Kugeln 7 ist auf der ersten Kugelbahn 26 angeordnet und die zweite Reihe von Kugeln 7 ist auf der zweiten Bahn 27 angeordnet. Der Flansch 16 des Gehäuses 3 ist nun in Kontakt mit der inneren Kugelbahn 27. Wenn der Bolzen 22 angezogen wird, wird die innere Kugelbahn 27 unter Vorspannung gegen die erste Kugelbahn 26 mittels des Flansches 16 gepreßt. Durch diesen Vorgang werden die beiden Reihen von Kugeln 7 ebenfalls vorgespannt, was als solches bekannt ist.
Es muß in der Nabenanordnung einen gewissen Elastizitätsgrad geben, um die Vorspannung im Bolzen 22 unter verschiedenen Belastungen beizubehalten. Im vorliegenden Beispiel wird ein relativ kurzer Bolzen verwendet, dessen Elastizität nicht ausreichend ist. Die korrekte Elastizität kann trotzdem mittels des Kompressionskörpers 41 erreicht werden, der einen gewissen Grad an elastischer Verformung zuläßt.
Die innere Kammer 11 des inneren Kugelrings 6 wird mittels der Achskappe 28 verschlossen.
In der beispielhaften Ausführungsform gemäß Figur 3 ist eine Verbindungshülse 29, die einteilig ausgebildet ist, zwischen dem inneren Kugelring 6 und dem Flansch 16 des Gehäuses 3 angeordnet. Auf der Außenseite weist die Hülse die gleiche Form auf, wie die Verbindungshülse gemäß den Figuren 1 und 2. Jedoch ist der Mutternteil 30 nun einteilig mit der Wandung 31 und dem Flansch 32 ausgeführt. Mit einer solchen Konstruktion liegt der Bolzenkopf 23 ebenfalls an der Schulter 25 über die Achskappe 28 und eine Unterlegscheibe 24 an, was einen gewissen Grad an elastischer Verformung erlaubt.
Die Ausführungsform gemäß Figur 4 weist wiederum eine Verbindungshülse 29 des Typs auf, wie er bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 verwendet ist. Jedoch wird bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 ein längerer Bolzen 33 benutzt, wobei der Kopf 34 an der Achskappe 36 über eine Unterlegscheibe 35 anliegt. Die Achskappe 36 hat einen konischen Teil 37, der im Bereich 38 der inneren hohlen Kammer 39 des inneren Kugelrings 40 anliegt, wobei der Bereich 38 die gleiche konische Form aufweist. Der konische Abschnitt 37 geht über einen entsprechend geformten Kragen 42 in den Lagerflansch für die Unterlegscheibe 35 über. Diese Form der Achskappe 36 und auch des Bolzens 33 schaffen die Verbindung zwischen der Lagereinheit und der homokinetischen Kupplung mit der gewünschten Elastizität.

Claims

1. Nabenanordnung für ein angetriebenes Fahrzeugrad, mit einer Lagereinheit (1), mit einem inneren Kugelring (6) und einer homokinetischen Kupplung (2), die mit dem inneren Kugelring (6) mittels eines gesonderten Verbindungsstückes (18) und eines an dem Verbindungsstück (18) anliegendem Vorspannmitteles (22, 24, 41) zusammenwirkt, um die Lagereinheit (1) und die Kupplung (2) in engen Kontakt miteinander zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung eine Verbindungshülse (18, 29) umfaßt, an der Vorspannmittel (22, 24, 41) anliegen, wobei die Verbindungshülse (18, 29) mit dem inneren Kugelring (6) und der Kupplung (2) mittels nicht kreisförmiger Formen zusammenwirkt.

2. Nabe nach Anspruch 1, wobei die Verbindung einen nach außen gerichteten Flansch (19, 32) aufweist, der an einer von der Lagereinheit (1) abgewandten Berührungsfläche der Kupplung (2) anliegt, wobei Vorspannmittel vorgesehen sind, die mit der Verbindungshülse (18, 29) mittels des Flansches (19, 32) zusammenwirken, um die Lagereinheit (1) und Kupplung (2) unter axialer Vorspannung gegeneinander verpreßt zu halten.

3. Nabe nach Anspruch 1 oder 2, wobei in axialer Richtung innerer Kugelring (6) und Kupplung (2) gegeneinander mittels der Verbindungshülse (18, 29) und mittels eines an dieser anliegenden Bolzens (22) verspannt gehalten werden.

4. Nabe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Kopf (23) des Bolzens (22) an einer Kontaktf läche der Lagereinheit (1) anliegt, die von der Kupplung (2) weggerichtet angeordnet ist, und der Schaft des Bolzens (22) in eine Mutter eingeschraubt ist, die mit der Verbindungshülse (18, 29) zusammenwirkt.

5. Nabe nach Anspruch 4, wobei die Mutter (3) einstückig mit der Verbindungshülse (29) ausgebildet ist.

6. Nabe nach Anspruch 4, wobei die Mutter (21) in der Verbindungshülse (18) angeordnet ist und an einem nach innen gerichteten Flansch (20) der Verbindungshülse (18) anliegt.

7. Nabe nach Anspruch 6, wobei ein Kompressionskörper (41) aus einem nachgiebigen Material, wie Gummi, zwischen der Mutter (21) und dem nach innen gerichteten Flansch (20) der Verbindungshülse (18) angeordnet ist.

8. Nabe nach Anspruch 4, 5, 6 oder 7, wobei der Kopf (23) des Bolzens (22) an einer Unterlegscheibe (24) anliegt, die auf einer Schulter in der Bohrung des inneren Kugelringes (6), in der Bolzen (22) aufgenommen ist, aufliegt.

9. Nabe nach Anspruch 4, 5, 6, oder 7, wobei der Kopf (23) des Bolzens (22) an einer Achskappe (28, 36) anliegt, die an dem inneren Kugelring (6) anliegt.

10. Nabe nach Anspruch 9, wobei die Achskappe (28, 36) einen vertieften Bereich (37) aufweist, der in die Bohrung paßt und der in Kontakt mit dem Bolzenkopf ist.

11. Nabe nach Anspruch 10, wobei die Bohrung einen konisch sich erweiternden Bereich aufweist, und der vertiefte Bereich (37) der Achskappe (36) eine entsprechende konische Form aufweist.

12. Nabe nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei die Lagereinheit (1) ein Kugellager mit zwei Kugelreihen (7) ist, und der innere Kugelring aus zwei Abschnitten (26, 27) besteht, die genauso gegeneinander unter axialer Vorspannung gehalten werden.

13. Nabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die äußere Oberfläche der Verbindungshülse (18) einen Querschnitt aufweist, der im wesentlichen die Form eines im wesentlichen gleichschenkligen Dreiecks (14) hat.