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Vorliegende Erfindung betrifft eine Radlageranordnung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Sichern zumindest eines Befestigungsmittels in einer solchen Radlageranordnung.
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Um eine Radlageranordnung mit Radbolzen auszustatten, wird üblicherweise ein Kopf des Radbolzen hinter einem Montageflansch eines Teils des Radlageranordnung platziert. Dadurch ist es möglich ein starkes Gegenstück für eine Befestigungsmutter, die auf den Radbolzen aufgeschraubt wird, um eine Radfelge zu sichern, bereitzustellen. Ein Befestigungsdrehmoment erzeugt eine Bolzenlast, um die Radfelge und sogar eine Bremsscheibe sich an der Radlageranordnung zu befestigen.
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Allerdings gibt es auch Lageranordnungen, bei denen kein Platz hinter dem Montageflansch für einen Bolzen ist, sondern nur für einen Gewindebolzen, der in den Lagerflansch geschraubt wird. Allerdings ist es bekannt, dass sich gerade bei Radlageranordnungen, die hohen Belastungen, wie sie beispielsweise bei Fahrzeugen auftreten können, ausgesetzt sind, die Bolzen leicht lösen können.
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Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Radlageranordnung bereitzustellen, bei der die verwendeten Befestigungsmittel besser gegen ein Lösen gesichert werden können.
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Diese Aufgabe wird durch Radlageranordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Im Folgenden wird eine Radlageranordnung mit einer Lagereinheit, die einen ersten Lagerring und einen zweiten Lagerring hat, die relativ zueinander rotierbar sind, vorgeschlagen. Die Lagereinheit kann mehrere Wälzkörper aufweisen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerring angeordnet sind. Beispielsweise können die Wälzkörper Kegelrollen sein. Allerdings sind auch andere Wälzkörperarten, wie beispielsweise Kugeln, vorstellbar. Ferner kann die Lagereinheit eine vormontierte mehrreihige, insbesondere zweireihige, Lagereinheit sein. Alternativ können auch ein einzelnes Lager oder zumindest zwei einzelne Lager die Lagereinheit bilden.
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Weiterhin umfasst der erste Lagerring der Lagereinheit einen Flansch , der dazu ausgelegt ist, den ersten Lagerring mit einer Felge, die dazu ausgelegt ist, ein Rad zu tragen, und einem weiteren Element zu verbinden. Außerdem ist zumindest ein Befestigungsmittel vorgesehen, das dazu ausgelegt ist, die Felge an dem Flansch zu sichern. Das weitere Element kann beispielsweise eine Bremsscheibe sein.
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Um das zumindest eine Befestigungsmittel besser gegen ein Lösen zu sichern, ist das Befestigungsmittel als ein Gewindebolzen ausgebildet, der einen Mittelbund aufweist. Der Mittelbund ist zumindest teilweise dazu ausgebildet, mit dem weiteren Element zusammenzuwirken, um das Befestigungsmittel in dem Flansch zu sichern. Durch das Zusammenwirken des weiteren Elements und des Mittelbunds wird ermöglicht, dass das Befestigungsmittel an dem Flansch des ersten Lagerrings gesichert werden kann und sich nicht lösen kann. Ferner hat die beschrieben Radlageranordnung den Vorteil, dass auf einen Radadapter zum Anbinden der Felge an dem Lagerring verzichtet werden kann und somit das Gewicht des Radadapters eingespart werden kann.
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Der Mittelbund kann integral mit dem Gewindebolzen ausgebildet sein. Alternativ kann der Mittelbund als separates Element, beispielsweise als eine Mutter, die auf den Gewindebolzen aufgeschraubt werden kann, ausgebildet sein. Der Mittelbund kann insbesondere eine Umfangsfläche und zwei axiale Seitenflächen aufweisen, wobei im Fall, dass der Mittelbund als ein separates Element ausgebildet ist, die zwei axialen Seiten ein Durchgangsloch mit einem Gewinde aufweisen.
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Dabei kann der Mittelbund insbesondere den Gewindebolzen in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt teilen, wobei die beiden Abschnitte jeweils eine axiale Länge haben. Die axiale Länge des ersten Abschnitts kann so gewählt werden, dass der Gewindebolzen in den Flansch des ersten Lagerrings eingeschraubt werden kann, so dass eine axiale Fläche des Mittelbundes an dem Flansch zum Anliegen kommt. Die axiale Länge des zweiten Abschnitts kann insbesondere so gewählt werden, dass sie ausreichend lang ist, damit die Felge sowie ein weiteres Befestigungsmittel, beispielsweise eine Mutter, auf den zweiten Abschnitt montiert werden können.
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Bevorzugt weist der Mittelbund zumindest einen ersten Bereich auf, der zumindest ein Formschlusselement aufweist, das dazu ausgebildet ist, mit formschlüssig mit dem weiteren Element zusammenzuwirken. Das Formschlusselement kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, in das weitere Element einzugreifen, so dass eine Sicherung gegen ein Lösen des Befestigungsmittel auch bei hohen Belastungen gewährleistet werden kann. Insbesondere kann das weitere Element dazu ausgelegt sein, sich lokal zu verformen.
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Beispielsweise kann das Formschlusselement als eine Verzahnung ausgebildet sein und/oder scharfe Kanten aufweisen. Insbesondere kann der erste Bereich in einer Umfangsfläche des Mittelbund vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Bereich auch in einer oder beiden axialen Flächen des Mittelbundes vorgesehen sein. Verzahnungen ermöglichen einen wirksamen Formschluss zwischen zwei Elementen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Mittelbund ferner einen zweiten Bereich auf, der dazu ausgebildet ist, mit einem Werkzeug zusammenzuwirken. Dies ermöglicht ein leichtes Einschrauben des Befestigungsmittels in den Flansch. Weiterhin können der erste Bereich und der zweite Bereich abwechselnd angeordnet sein. Bevorzugt weist der zweite Bereich zwei einander gegenüberliegende parallele Flächen auf, die so beabstandet sind, dass sie mit einem Werkzeug, insbesondere einem Schraubenschlüssel, umfassbar sind.
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Beispielsweise kann eine Bemaßung des zweiten Bereichs, insbesondere der zwei einander gegenüberliegenden Fläche, auf einen Standardschraubensatz mit einem hexagonalem Kopfmaß ausgerichtet sein. Dies ermöglicht, dass das Befestigungsmittel wie eine Schraube festgezogen werden kann, so dass auch eine zur Sicherung des Befestigungsmittels benötigte Gewindelast erreicht wird. Vorteilhafterweise ermöglicht der zweite Bereich einen Formschluss genau in der Position, in der das Befestigungsmittel seine finale Anzugsposition hat.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Verbindung zwischen dem weiteren Element und dem Formschlusselement durch Deformation des weiteren Elements gebildet. Durch die Verformung des weiteren Elements kann nicht nur auf ein extra in dem weiteren Element gefertigtes Formschlusselement verzichtet werden, sondern es wird vielmehr sogar ein perfekt zu dem Formschlusselement in dem Mittelbund passendes Gegenstück in dem weiteren Element erzeugt.
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Bevorzugt umfasst das weitere Element mehrere Durchgangslöcher, durch die die Gewindebolzen des Befestigungsmittels hindurchführbar sind, wobei der Mittelbund dazu ausgebildet ist, einen Bereich der Durchgangslöcher beim Sichern des Befestigungsmittels in dem Flansch des ersten Lagerrings zumindest teilweise zu deformieren. Vorteilhafterweise können die axialen Kräfte, die benötigt werden, um das weitere Element zu deformieren, durch Befestigungsmuttern bereitgestellt werden, die verwendet werden, um die Radfelge an dem Befestigungsmittel zu sichern. Dadurch kann in einem Schritt die Radfelge montiert und das Befestigungsmittel gesichert werden, sodass vorteilhafterweise der Montageaufwand nicht weiter erhöht wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Sichern zumindest eines Befestigungsmittels in einer voranstehend beschriebenen Radlageranordnung vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- Einbringen des zumindest einen Befestigungsmittels in ein Gewindeloch des Flanschs, und gegebenenfalls Anbringen des Mittelbunds an dem Gewindebolzen des Befestigungsmittels, falls der Mittelbund als ein separates Element ausgebildet ist,
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Montieren des weiteren Elements auf dem zumindest einen Gewindebolzen mittels eines Durchgangslochs, das in dem weiteren Element vorgesehen ist, und Befestigen des weiteren Elements mittels eines weiteren Befestigungsmittels, insbesondere einer Mutter, durch Festziehen des weiteren Befestigungsmittels bis das weitere Element zumindest teilweise über dem Mittelbund liegt, so dass der Mittelbund mit dem weiteren Element zusammenwirkt, um das Befestigungsmittel in dem Flansch zu sichern.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
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Es zeigen:
- 1: eine perspektivische Dreiviertelschnittansicht einer Radlageranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2: eine schematische, perspektivische Ansicht eines Befestigungsmittels gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
- 3: eine schematische, perspektivische Ansicht eines Mittelbunds gemäß einer dritten Ausführungsform.
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Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt eine perspektivische Dreiviertelschnittansicht durch eine Radlageranordnung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Radlageranordnung 1 ist insbesondere eine Radlageranordnung für Kraftfahrzeuge und umfasst eine Lagereinheit (nicht dargestellt), die einen ersten Lagerring und einen zweiten Lagerring hat, die relativ zueinander rotierbar sind, wobei der erste Lagerring einen Flansch 4 aufweist. Insbesondere kann die Lagereinheit mehrere Wälzkörper aufweisen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerring angeordnet sind. Beispielsweise können die Wälzkörper Kegelrollen sein. Allerdings sind auch andere Wälzkörperarten, wie beispielsweise Kugeln, vorstellbar. Ferner kann die Lagereinheit eine vormontierte mehrreihige, insbesondere zweireihige, Lagereinheit sein. Alternativ können auch ein einzelnes Lager oder zumindest zwei einzelne Lager die Lagereinheit bilden. Des Weiteren umfasst die Radlageranordnung 1 ein Bremselement 2, insbesondere eine Bremsscheibe, an dem Flansch 4 befestigbar ist.
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Weiterhin ist der Flansch 4 dazu ausgelegt, den ersten Lagerring mit einer Felge (nicht dargestellt) zu verbinden, die dazu ausgelegt ist, ein Rad zu tragen. Dazu sind in der 1 mehrere Befestigungsmittel 6 vorgesehen, mit denen die Felge an dem Flansch 4 gesichert werden kann, wie nachstehend beschrieben wird. In dem vollständig montierten Zustand ist die Felge Teil eines Rads.
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Bei der in der 1 gezeigten Radlageranordnung 1 ist das Befestigungsmittel 6 als ein Gewindebolzen 8 mit einem Mittelbund 10 (siehe auch 2) ausgebildet. Der Mittelbund 10 teilt, wie in 2 gesehen werden kann, den Gewindebolzen 8 in einen ersten Abschnitt 9 und einen zweiten Abschnitt 11 teilen, wobei die beiden Abschnitte jeweils eine axiale Länge haben. Die axiale Länge des ersten Abschnitts 9 ist dabei so gewählt, dass der Gewindebolzen 8 in den Flansch 4 eingeschraubt werden kann, so dass eine axiale Fläche 13 des Mittelbundes an dem Flansch 4 zum Anliegen kommt. Die axiale Länge des zweiten Abschnitts 11 kann insbesondere so gewählt sein, dass sie ausreichend lang ist, damit die Felge sowie ein weiteres Befestigungsmittel, beispielsweise eine Mutter, auf den zweiten Abschnitt 11 montiert werden können.
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Weiterhin ist der Mittelbund 10 zumindest teilweise dazu ausgebildet, mit dem Bremselement 2 zusammenzuwirken, um das Befestigungsmittel 6 in dem Flansch 4 gegen Lösen zu sichern. Dafür weist der Mittelbund 10 zumindest einen ersten Bereich 12 auf, der zumindest ein Formschlusselement 14 aufweist, das dazu ausgebildet ist, mit formschlüssig mit dem Bremselement 2 zusammenzuwirken. Alternativ kann auch ein anderes Element als das Bremselement 2 vorgesehen sein, mit dem Mittelbund 10 zusammenzuwirken. Beispielsweise kann eine ringförmige Scheibe diese Funktion übernehmen.
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Insbesondere kann das Formschlusselement 14 beispielsweise dazu ausgebildet sein, in das Bremselement 2 einzugreifen, so dass eine Sicherung gegen ein Lösen des Befestigungsmittel 6 auch bei hohen Belastungen und Verformungen der Radlageranordnung 1 gewährleistet werden kann. Beispielsweise kann das Formschlusselement 14 dazu geeignet sein, das Bremselement 2 oder auch ein anderes Element, das als Sicherungsmittel für das Befestigungsmittel 6 verwendet wird, lokal plastisch zu verformen. In der 1 ist das Formschlusselement 14 als eine Verzahnung ausgebildet ist in einer radialen Umfangsfläche des Mittelbunds 10 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann das Formschlusselement 14 auch scharfe Kanten aufweisen.
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Wie in 1 gesehen werden kann, umfasst das Bremselement 2 mehrere Durchgangslöcher 16, durch die die Gewindebolzen 8 des Befestigungsmittels 6 hindurchführbar sind. Wie oben bereits erwähnt, ist der Mittelbund 10 dazu ausgebildet, einen Bereich des Bremselements 2 zumindest teilweise plastisch zu deformieren, um das Befestigungsmittel 6 in dem Flansch 4 zu sichern. Dies kann vorteilhafterweise im Bereich der Durchgangslöcher 16 erfolgen. Dazu können die axialen Kräfte, die benötigt werden, um das Bremselement 4 bzw. das weitere Element zu deformieren, durch Befestigungsmuttern (nicht dargestellt) bereitgestellt werden, die verwendet werden, um die Radfelge an dem Befestigungsmittel 6 zu sichern. Dadurch kann in einem Schritt die Radfelge montiert und das Befestigungsmittel 6 gesichert werden, sodass vorteilhafterweise der Montageaufwand nicht weiter erhöht wird.
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2 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht eines Befestigungsmittels 6 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Wie in 2 gesehen werden kann, ist der Mittelbund 10 mit einen zweiten Bereich 18 versehen, der dazu ausgebildet ist, mit einem Werkzeug (nicht dargestellt) zusammenzuwirken. Dadurch kann ein einfaches Einschrauben des Befestigungsmittels 6 in den Flansch 4 ermöglicht werden.
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Bei der 2 umfasst der zweite Bereich 18 zwei einander gegenüberliegende parallele Flächen 20 (in 2 ist nur eine Fläche 20 zu sehen), die so beabstandet sind, dass sie mit einem Werkzeug, insbesondere einem Schraubenschlüssel, umfassbar sind. Beispielsweise kann eine Bemaßung des zweiten Bereichs 18, insbesondere der zwei einander gegenüberliegenden Flächen 20, auf einen Schraubenkopf eines Standardschraubensatzes ausgerichtet sein. Dadurch kann das Befestigungsmittel 6 wie eine Schraube festgezogen werden, so dass auch eine zur Sicherung des Befestigungsmittels 6 benötigte Gewindelast erreicht wird. Der Mittelbund 10 des Befestigungsmittels 6 der 2 hat neben Verzahnungen 14, die an der radialen Umfangsfläche angeordnet sind, auch scharfe Kanten 22, die an den axialen, planen Flächen des Mittelbunds 10 anordnet sind. Dies ermöglicht eine verbesserte Sicherung des Befestigungsmittels 6 in dem Flansch 4 und dem Bremselement 2.
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3 zeigt einen Mittelbund 10 gemäß einer dritten Ausführungsform. Wie aus der 3 ersichtlich ist, kann der Mittelbund 10 auch als ein separates Element ausgeführt sein, das ähnlich wie eine Mutter auf den Gewindebolzen 8 des Befestigungsmittels aufgeschraubt werden kann.
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Für eine Sicherung des Befestigungsmittels 6 in dem Flansch 4 wird zunächst der erste Abschnitt 9 des Gewindebolzens 8 des Befestigungsmittels 6 in ein Gewindeloch des Flanschs 4 eingeschraubt. Abhängig davon, ob der Mittelbund 10 integral mit dem Gewindebolzen 8 ausgebildet ist, wie in 1 und 2 gezeigt ist, oder ob der Mittelbund 10 als ein separates Element vorliegt, wird entweder das Befestigungsmittel 6 direkt mit Hilfe des zweiten Bereichs 18 mit einem geeigneten Werkzeug festgezogen, oder der Mittelbund 10 wird an dem Gewindebolzen 8 des Befestigungsmittels 6 angebracht und festgezogen, nachdem der Gewindebolzen 8 bereits in dem Gewindeloch des Flanschs 4 eingeschraubt wurde.
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Anschließend wird das Bremselement 2 mittels seiner Durchgangslöcher 16 auf den zweiten Abschnitt 11 des Befestigungsmittels 6 aufgesteckt und schließlich mit Hilfe von einer Befestigungsmutter durch Festziehen der Mutter, bis das Bremselement 2 zumindest teilweise über dem Mittelbund 10 liegt, gesichert. Dadurch wird insbesondere gewährleistet, dass der mit dem Formschlusselement 14 versehene Bereich des Mittelbunds 10 das Bremselement 2 zumindest teilweise deformiert und so das Befestigungsmittel 6 in dem Flansch 4 gegen ein unerwünschtes Lösen sichert.
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Zusammenfassend kann durch das Zusammenwirken des Bremselements 2 und des Mittelbunds 10, insbesondere des Formschlusselements 14 erreicht werden, dass das Befestigungsmittel 6 an dem Flansch 4 gesichert ist und sich auch nicht bei starker Beanspruchung lösen kann. Dazu wird vorteilhafterweise mit Hilfe eines an dem Mittelbund vorgesehene Formschlusselements 14 die Bremsscheibe 2 oder ein dazu alternatives Element, wie beispielsweise eine ringförmige Scheibe, verformt, so dass ein Formschluss erzeugt wird. Vorteilhafterweise können die axialen Kräfte, die benötigt werden, um das Bremselement 2 zu deformieren, durch Befestigungsmuttern bereitgestellt werden, die verwendet werden, um die Radfelge an dem Befestigungsmittel 6 zu sichern. Dadurch kann in einem Schritt die Radfelge montiert und das Befestigungsmittel 6 gesichert werden, sodass vorteilhafterweise der Montageaufwand nicht weiter erhöht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radlageranordnung
- 2
- Bremselement
- 4
- Flansch
- 6
- Befestigungsmittel
- 8
- Gewindebolzen
- 9
- erster Abschnitt
- 10
- Mittelbund
- 11
- zweiter Abschnitt
- 12
- erster Bereich
- 14
- Formschlusselement
- 16
- Durchgangsloch
- 18
- zweiter Bereich
- 20
- Fläche
- 22
- Kanten