DE102006030949A1

DE102006030949A1 - Radlagereinheit

Info

Publication number: DE102006030949A1
Application number: DE200610030949
Authority: DE
Inventors: Christian Mock; Peter Niebling; Dlugai Darius; Ralf Dr. Hund
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2008-01-10

Abstract

Radlagereinheit, mit einer Radnabe (1), welche einstückig mit einem Nabenflansch (2) ausgebildet ist, einem Gleichlaufgelenk, dessen Gelenkglocke (3) untrennbar mit der Radnabe (1) verbindbar ist, sowie mit einem zumindest zweireihigen Radlager (4) mit entsprechend der Anzahl der Wälzkörper-Reihen (5, 6) gewählten Lagerinnenringen und einem gemeinsamen Lageraußenring (7), wobei die Radnabe (1) zumindest eine Wälzkörper-Reihe (5) trägt und der Lagerinnenring für besagte zumindest eine Wälzkörper-Reihe (5) durch die Radnabe (1) gebildet ist, wenigstens eine weitere Wälzkörper-Reihe (6) von einem einen Lagerinnenring bildenden Hohlzapfen (9) der Gelenkglocke (3) getragen ist, welcher an einer radialen Schulter (11) der Radnabe (1) zur Anlage kommt, und der Hohlzapfen (9) der Gelenkglocke (3) axial derart von der Radnabe (1), die zumindest im Bereich ihres freien Endabschnittes (12) hohl ausgebildet ist, durchdrungen ist, dass besagter Endabschnitt (12) gegen eine mit einer Axialverzahnung (14) ausgebildete radiale Schulter (13) der Gelenkglocke (3) kalt anformbar ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit, mit einer Radnabe, welche einstückig mit einem Nabenflansch ausgebildet ist, einem Gleichlaufgelenk, dessen Gelenkglocke untrennbar mit der Radnabe verbindbar ist, sowie mit einem zumindest zweireihigen Radlager mit entsprechend der Anzahl der Wälzkörper-Reihen gewählten Lagerinnenringen und einem gemeinsamen Lageraußenring, wobei die Radnabe zumindest eine Wälzkörper-Reihe trägt und der Lagerinnenring für diese zumindest eine Wälzkörper-Reihe durch die Radnabe gebildet ist.
Hintergrund der Erfindung
Aus der DE 196 02 407 C1 ist eine Radlagereinheit bekannt, bestehend aus einer Radnabe und einem Gleichlaufgelenk, dessen Gelenkglocke, dort als äußerer Gelenkkörper bezeichnet, zur axialen Fixierung des zweireihigen Wälzlagers auf der Radnabe dient. Zur drehfesten Verbindung von Radnabe und Gelenkglocke ist eine Verzahnung vorgesehen, auf die die Gelenkglocke mit ihrer vor der Verformung zylindrischen Bohrung aufgepresst ist. Die axiale Festlegung erfolgt über einen Bund, der zur Anlage gegen eine Haltefläche, die radial bezüglich der Längsachse X verläuft, verformt ist.
Weiter ist aus der DE 32 19 745 C2 eine Radlagereinheit bekannt, bei der die Gelenkglocke untrennbar mit der Radnabe durch Taumelpressen in eine Verzahnung verbunden ist. Hierbei sind zwei Lagerinnenringe auf das Außenteil der Gelenkglocke geschoben. Radnabe und Nabenflansch sind mehrteilig ausgeführt.
Aus der US 5,607,241 A ist des Weiteren eine Radlagereinheit bekannt, deren Radnabe und Gelenkglocke sowohl formschlüssig als auch durch Schweißeng äußerst unkomfortabel mittels Schweißen im durch die Radnabe oder die Gelenkglocke gebildeten umschlossenen Raum untrennbar miteinander verbunden sind.
Schließlich ist es aus der DE 37 00 564 A1 bekannt, eine vollständig vormontierte Radlagereinheit, deren Radnabe mit der Gelenkglocke durch Schweißeng unlösbar verbunden ist, innerhalb einer einseitig offenen, etwa U-förmigen Lageraufnahme eines Radträgers festzulegen. Der Radträger umfasst als integrale Bestandteile einen Hebel mit Auglasche sowie Augflansche zur Befestigung von Radlenkern, eines Bremssattels sowie eines Lenkungshebels.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Radlagereinheiten der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass bei minimierter Anzahl der Einzelbauteile sowie Gewährleistung eines dauerhaften bzw. unlösbaren Verbundes zwischen denselben eine einfache beziehungsweise komfortable und kostengünstige Montage möglich ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung geht gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs aus von einer Radlagereinheit mit einer Radnabe, welche einstückig mit einem Nabenflansch ausgebildet ist, einem Gleichlaufgelenk, dessen Gelenkglocke untrennbar mit der Radnabe verbindbar ist, sowie mit einem zumindest zweireihigen Radlager mit entsprechend der Anzahl der Wälzkörper-Reihen gewählten Lagerinnenringen und einem gemeinsamen Lageraußenring, wobei die Radnabe zumindest eine Wälzkörper-Reihe trägt und der Lagerinnenring für diese zumindest eine Wälzkörper-Reihe durch die Radnabe gebildet ist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe sind zwei zueinander alternative Lösungen vorgesehen. Gemäß der ersten Variante ist vorgesehen, dass wenigstens eine weitere Wälzkörper-Reihe von einem einen Lagerinnenring bildenden Hohlzapfen der Gelenkglocke getragen ist, welcher mit einem axialen Ende an einer radialen Schulter der Radnabe zur Anlage kommt, und dass der Hohlzapfen der Gelenkglocke axial derart von der Radnabe, die zumindest im Bereich ihres freien Endabschnittes hohl ausgebildet ist, durchdrungen ist, dass der genannte Endabschnitt gegen eine mit einer Axialverzahnung ausgebildete radiale Schulter der Gelenkglocke, einen Formschluss zwischen Radnabe und Gelenkglocke bewirkend, kalt anformbar ist.
Gemäß einer zweiten Variante kann das gesamte Radlager von einer als Hohlwelle ausgebildeten Radnabe getragen sein, wobei zwischen Radnabe und Radlager ein Formschluss derart bewerkstelligt ist, dass mittels eines Radialflansches, der seinerseits an dem hohlzylindrischen Endabschnitt der Radnabe durch Kaltumformung gegen die Stirnseite eines weiteren von der Radnabe getragenen, separaten Lagerinnenringes des Radlagers gepresst ist, und wobei die Gelenkglocke einen massiv ausgebildeten Antriebszapfen mit einer radialen Schulter aufweist, welche axial gegen den Radialflansch der Radnabe ansetzbar und mit demselben stoffschlüssig fest verbindbar ist.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der beiden Varianten der Erfindung.
Demnach kann vorgesehen sein, dass der Lageraußenring einen oder mehrere einstückig mit demselben ausgebildete beziehungsweise in demselben integrierte Anlenkstellen aufweist, an denen beispielsweise Lenkstangen befestigbar sind.
Wie die Erfindung weiter vorsieht, kann die zweckmäßigerweise vormontierte Radlagereinheit in einen nach unten offenen Radträger einsetzbar und mit demselben über am Lageraußenring angeordnete Verbindungsflansche mittels an sich bekannter mechanischer Befestigungsmittel fest verbindbar sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigen:
1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Radlagereinheit in einer perspektivischen Explosionsdarstellung, teilweise geschnitten dargestellt,
2 eine perspektivische Ansicht der Radlagereinheit gemäß 1 im teilmontierten Zustand,
3 eine Axialschnittansicht der Radlagereinheit gemäß 1 und 2 im fertig montierten Zustand,
4 die Radlagereinheit nach 1 bis 3 in einer weiteren möglichen Bauform,
5 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgestalteten Radlagereinheit in einer Axialschnittansicht,
6 die Radlagereinheit gemäß 5 in einer weiteren möglichen Ausgestaltung, und
7 eine vorteilhafte Weiterbildung der Radlagereinheiten gemäß den 1 bis 6.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die in 1 gezeigte Radlagereinheit umfasst eine Radnabe 1, welche einstückig mit einem Nabenflansch 2 ausgebildet ist, eine Gelenkglocke 3 eines nicht näher gezeigten, jedoch an sich bekannten Gleichlaufgelenkes sowie ein zweireihiges Radlager 4.
Entsprechend der Anzahl der Wälzkörper-Reihen 5 und 6 sind vorliegend zwei Lagerinnenringe und ein gemeinsamer Lageraußenring 7 vorgesehen, wobei der eine Lagerinnenring durch die Radnabe 1 gebildet ist und in einer Laufbahn 8 die eine Wälzkörper-Reihe 5 trägt, während der andere Lagerinnenring von einem einstückig mit der Gelenkglocke 3 verbundenen, sich in axialer Richtung zum Nabenflansch 2 hin erstreckenden Hohlzapfen 9 gebildet ist, der seinerseits in einer Laufbahn 10 die andere Wälzkörper-Reihe 6 trägt.
Der Innendurchmesser des Hohlzapfens 9 der Gelenkglocke 3 ist größer als der Außendurchmesser der Radnabe 1 gewählt, so dass dieser Hohlzapfen 9 während der Montage der Radlagereinheit auf die Radnabe 1 geschoben werden kann, bis dessen freies axiales Ende an einer radialen Schulter 11 der Radnabe 1 zur Anlage kommt, wobei die beiden Wälzkörper-Reihen 5, 6 sowie der Lageraußenring 7 aufgenommen werden und sich auf der Radnabe 1 und/oder dem Hohlzapfen 9 sowohl radial als auch axial abstützen.
Wie die 2 und 3 weiter zeigen, ist der Hohlzapfen 9 der Gelenkglocke 3 axial derart von der Radnabe 1, die zumindest im Bereich ihres freien Endabschnittes 12 hohl ausgebildet ist, durchdrungen, dass der Endabschnitt 12 gegen eine innen liegende radiale Schulter 13 der Gelenkglocke 3, einen Formschluss zwischen Radnabe 1 und Gelenkglocke 3 bewirkend, kalt anformbar ist. Radnabe 1 und Gelenkglocke 3 werden durch diese Maßnahme somit untrennbar miteinander verbunden.
Als Umformverfahren bietet sich beispielsweise das an sich bekannte Taumelpressen an. Durch dieses Umformverfahren wird darüber hinaus auch die Lagervorspannung eingestellt.
Um insbesondere einen drehmomentfesten Formschluss zwischen der Radnabe 1 und der Gelenkglocke 3 zu bewerkstelligen, verfügt die innenliegende radiale Schulter 13 der Gelenkglocke 3 über eine Axialverzahnung 14, in welche Material des freien Endabschnittes 12 der Radnabe 1 durch plastische Verformung infolge des vorgenannten Kaltumformverfahrens eindringt (1 und 3).
Die in 5 gezeigte zweite Ausführungsform einer Radlagereinheit gemäß der Erfindung unterscheidet sich zur vorbeschriebenen im Wesentlichen dadurch, dass das gesamte zweireihige Radlager 4 von einer als Hohlwelle ausgebildeten und einstückig mit dem Nabenflansch 2 verbundenen Radna be 1 getragen ist, wobei der eine Lagerinnenring durch die Radnabe 1 selbst gebildet ist sowie in einer Laufbahn 8 die eine Wälzkörper-Reihe 5 trägt, während der andere Lagerinnenring 15 separat ausgebildet, auf die Radnabe 1 aufgeschoben und auf dieser abgestützt ist sowie die andere Wälzkörper-Reihe 6 trägt.
Radnabe 1 und Radlager 4 sind formschlüssig miteinander verbunden, indem aus dem hohlzylindrischen Endabschnitt 12 der Radnabe 1, der seinerseits stirnseitig das Radlager 4 axial überragt, durch Kaltumformung, beispielsweise ebenfalls nach dem an sich bekannten Taumelpressen bzw. Wälznieten, einen Radialflansch 16 ausbildend gegen die Stirnseite des separaten Lagerinnenringes 15 anpressbar ist. Hierdurch ist ebenfalls die Lagervorspannung einstellbar.
Während der Montage ist eine außen liegende radiale Schulter 20 der Gelenkglocke 3 axial gegen den Radialflansch 16 der Radnabe 1 ansetzbar und mit demselben stoffschlüssig, vorzugsweise vermittels einer außen liegenden Schweißnaht 21 unlösbar verbindbar. Über diese stoffschlüssige Verbindung erfolgt auch die Drehmomentenübertragung.
Insoweit ist es angezeigt, sowohl für die Radnabe 1 als auch die Gelenkglocke 3 einen schweißbaren Stahlwerkstoff, wie beispielsweise den Stahlwerkstoff C56, zur Anwendung zu bringen.
Wie in den 4 und 6 näher dargestellt ist, kann der Lageraußenring 7 des Radlagers 4 einen oder auch mehrere einstückig mit demselben ausgebildete beziehungsweise an demselben integrierte Anlenkstellen 22 für Lenkungs- und/oder Dämpfungselemente eines Fahrzeugs aufweisen.
Ferner kann die Radlagereinheit in einen nach unten offenen Radträger 23 einsetzbar und mit demselben über am Lageraußenring 7 angeordnete Verbindungsflansche 24 mittels an sich bekannter und demgemäß hier nicht näher gezeigter mechanischer Befestigungsmittel fest verbindbar sein (1 bis 7). Durch diese konstruktive Maßnahme ist eine Vormontage der Radlagereinheit unabhängig von der Endmontage möglich, woraus Kosten- und Zeitersparnisse resultieren.

1: Radnabe
2: Nabenflansch
3: Gelenkglocke
4: Radlager
5: Wälzkörper-Reihe
6: Wälzkörper-Reihe
7: Lageraußenring
8: Laufbahn (Radnabe 1)
9: Hohlzapfen (Gelenkglocke 3)
10: Laufbahn (Hohlzapfen 9)
11: Schulter (Radnabe 1)
12: Endabschnitt (Radnabe 1)
13: Innen liegende Schulter (Gelenkglocke 3)
14: Axialverzahnung (Schulter 13)
15: separater Lagerinnenring
16: Radialflansch (Radnabe 1)
17: Antriebszapfen (Gelenkglocke 3)
18: Axialverzahnung (Antriebszapfen 17)
19: Axialverzahnung (Radnabe 1)
20: Außen liegende Schulter (Gelenkglocke 3)
21: Schweißnaht
22: Anlenkstelle
23: Radträger
24: Verbindungsflansch

Claims

Radlagereinheit, mit einer Radnabe (1), welche einstückig mit einem Nabenflansch (2) ausgebildet ist, einem Gleichlaufgelenk, dessen Gelenkglocke (3) untrennbar mit der Radnabe (1) verbindbar ist, sowie mit einem zumindest zweireihigen Radlager (4) mit entsprechend der Anzahl der Wälzkörper-Reihen (5, 6) gewählten Lagerinnenringen und einem gemeinsamen Lageraußenring (7), wobei die Radnabe (1) zumindest eine Wälzkörper-Reihe (5) trägt und der Lagerinnenring für diese zumindest eine Wälzkörper-Reihe (5) durch die Radnabe (1) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens eine weitere Wälzkörper-Reihe (6) von einem einen Lagerinnenring bildenden Hohlzapfen (9) der Gelenkglocke (3) getragen ist, welcher mit einem axialen Ende an einer radialen Schulter (11) der Radnabe (1) zur Anlage kommt, dass der Hohlzapfen (9) der Gelenkglocke (3) axial derart von der Radnabe (1), die zumindest im Bereich ihres freien Endabschnittes (12) hohl ausgebildet ist, durchdrungen ist, dass dieser Endabschnitt (12) an eine mit einer Axialverzahnung (14) versehenen radialen Schulter (13) der Gelenkglocke (3), einen Formschluss zwischen Radnabe (1) und Gelenkglocke (3) bewirkend, kalt anformbar ist, oder, – das gesamte Radlager (4) von einer als Hohlwelle ausgebildeten Radnabe (1) getragen ist, wobei zwischen Radnabe (1) und Radlager (4) ein Formschluss derart bewerkstelligt ist, dass mittels eines Radialflansches (16), der an dem hohlzylindrischen Endabschnitt (12) der Radnabe (1) durch Kaltumformung gegen die Stirnseite eines weiteren von der Radnabe (1) getragenen, separaten Lagerinnenringes (15) des Radlagers (4) gepresst ist, und wobei die Gelenkglocke (3) einen massiv ausgebildeten Antriebszapfen (17) mit einer radialen Schulter (20) aufweist, welche axial gegen den Radialflansch (16) der Radnabe (1) ansetzbar und mit demselben stoffschlüssig fest verbindbar ist.
Radlagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (7) einen oder mehrere einstückig mit demselben ausgebildete beziehungsweise in demselben integrierte Anlenkstellen (22) aufweist.
Radlagereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe in einen nach unten offenen Radträger (23) einsetzbar und mit demselben über am Lageraußenring (7) angeordnete Verbindungsflansche (24) mittels mechanischer Befestigungsmittel fest verbindbar ist.