DE19811184A1

DE19811184A1 - Radlagerung mit integriertem Gleichlaufgelenk für ein lenkbares Kraftfahrzeugrad

Info

Publication number: DE19811184A1
Application number: DE1998111184
Authority: DE
Inventors: Uwe Kugel; Helmut Reichelt
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1998-03-14
Filing date: 1998-03-14
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2018-03-15
Also published as: DE19811184C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radlagerung mit integriertem Gleichlaufgelenk für ein lenkbares Kraftfahrzeugrad, wobei in der Radnabe zumindest ein Innenring eines radtragenden, mehrreihigen Wälzlagers durch ein zumindest abschnittsweises Umbördeln des fahrzeugseitigen Radnabenrandes fixiert ist. Die Glocke des Gleichlaufgelenks ist ein fester Bestandteil der Radnabe, wobei das Zentrum der Gelenkglockenkontur zwischen den durch die beiden von den äußersten Rändern der Laufflächenkontur der beiden Wälzkörperreihen gebildeten Ebenen liegt. Ferner weist der im Bereich des fahrzeugseitigen Radnabenrandes sitzende Innenring auf seiner dem Wälzlager abgewandten Seite eine Dichtungskontur zur abdichtenden Befestigung einer Gleichlaufgelenkmanschette auf. Eine Wälzkörperlauffläche ist ebenfalls ein Bestandteil der Radnabe. DOLLAR A Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Radlagerung für ein lenk- und antreibbares Kraftfahrzeugrad geschaffen, die bei geringer Masse und raumsparender Bauweise verschleißarm und wartungsfrei arbeitet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radlagerung mit integriertem Gleichlaufgelenk für ein lenkbares Kraftfahrzeugrad, wobei in der Radnabe zumindest ein Innenring eines radtragenden, mehr reihigen Wälzlagers durch ein zumindest abschnittsweises Um bördeln des fahrzeugseitigen Radnabenrandes fixiert ist.

Eine derartige Einzelradaufhängung ist aus der DE 44 25 732 A1 bekannt. Die dort beschriebene Radlagereinheit beinhaltet ein zweireihiges Schrägkugellager, das zwischen einem Radträger und einer Radnabe angeordnet ist. Die Innenringe des Wälzlagers sind auf der Radnabe zwischen einem Nabenwellenbund und dem fahrzeugseitig einrollierten Radnabenrand eingespannt. In der hohlen Radnabe ist die Gelenkglocke eines Gleichlaufgelenks eingebaut.

Diese Radlagereinheit umfaßt viele Einzelteile, die eine auf wendige Lagerhaltung und hohe Fertigungs- und Montagekosten be wirken. Auch liegt der Gelenkdrehpunkt des Gleichlaufgelenks weit entfernt vom Radlagerbereich bzw. von der Spreizachse. Das hat neben einer großen Baulänge und einer verhältnismäßig gro ßen ungefederten Masse nachteilig zur Folge, daß die Gelenk welle allein durch die regulären Radeinschlagbewegungen über die vor- und zurückbewegte Gelenkglocke gegenüber ihrer Getrie beanbindung verschwenkt wird. Das vergrößert den Gelenkwinkel beim Lenken und erzwingt eine relativ große Verschiebebewegung der Gelenkwelle und/oder des inneren Gelenkkörpers quer zur Fahrtrichtung. Die zusätzliche Schwenk- und Verschiebebewegung fördern den Gelenkverschleiß und bilden ggf. eine Quelle für störende Fahrgeräusche.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine an treibbare Radlagerung zu schaffen, die bei geringer Masse und raumsparender Bauweise verschleißarm und wartungsfrei arbeitet. Ferner soll sie kostengünstig herstell- und einbaubar sein.

Das Problem wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Die Glocke des Gleichlaufgelenks ist ein fester Bestandteil der Radnabe, wobei das Zentrum der Gelenkglockenkontur zwischen den durch die beiden von den äußersten Rändern der Laufflächenkon tur der beiden Wälzkörperreihen gebildeten Ebenen liegt. Ferner weist der im Bereich des fahrzeugseitigen Radnabenrandes sit zende Innenring auf seiner dem Wälzlager abgewandten Seite eine Dichtungskontur zur abdichtenden Befestigung einer Gleichlauf gelenkmanschette auf. Eine Wälzkörperlauffläche ist ebenfalls ein Bestandteil der Radnabe.

Die zentrale Anordnung der Gelenkglockenkontur innerhalb der Radnabe und möglichst nahe an der Spreizachse hat den Vorteil, daß bei Radlenkbewegungen der jeweilige Gelenkwellenwinkel auch bei großen Radeinschlagwinkeln klein bleibt. Für den Fall, daß der Gelenkdrehpunkt bei dem entsprechenden Lenkeinschlag auf der Spreizachse zu liegen kommt, ergibt sich beim Radeinschlag ein minimaler Gelenkwellenwinkel. In der gleichen Weise verrin gert sich der lenkeinschlagbedingte Verschiebeweg von Gelenk und Gelenkwelle.

Die kompakte Bauweise der Kombination aus Radlager, Radnabe und Gleichlaufgelenk ermöglicht eine Reduktion der gefederten Rad masse, was sich positiv auf das Fahrverhalten auswirkt.

Durch das spezielle Anbringen der Gleichlaufgelenkmanschette am Innenring der inneren Wälzlagerreihe wird neben dem Gelenk auch die nabenseitige Lagermontagefuge geschützt. Dort wird eine se parate Dichtung eingespart.

Das Einsparen eines Wälzlagerinnenrings verkürzt die Montage zeit.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine Radlagerung für ein angetriebenes und ge lenktes Rad eines Kraftfahrzeuges. Die Radlagerung umfaßt ein zweireihiges Wälzlager (10), eine Radnabe (1), ein homokineti sches Gleichlaufgelenk (30) und eine Gelenkwelle (40)
Die Radlagerung stützt sich über einen nicht dargestellten Radträger ab. Der Radträger, der beispielsweise ein Teil einer Einzelradaufhängung ist, trägt den - nicht umlaufenden - Wälz lageraußenring (11) des in Fig. 1 dargestellten doppelreihigen Schrägkugellagers (10). Der Wälzlageraußenring (11) hat einen Außenflansch (12), über dessen rechte Flanschfläche (13) er am Radträger angeflanscht wird.

Im Wälzlageraußenring (11) ist die Radnabe (1) gegebenenfalls axial vorgespannt gelagert. Die Radnabe (1) ist ein im wesent lichen aus mehreren, meist zylindrischen Abschnitten zusammen gesetztes Rohr. Der linke Abschnitt ist der Nabenflansch (2). Letzterer nimmt bei montiertem Rad auf seiner linken, planen Außenkontur (3) eine Bremsscheiben- und eine Felgenschüssel auf.

Eine rechts neben dem Nabenflansch (2) gelegene Außenkontur der Radnabe (1) dient der direkten und indirekten Lagerung der bei den Wälzkörperreihen (15) und (17). Die Lauffläche (16) für die erste Wälzkörperreihe (15) ist direkt in die Radnabe (1) einge arbeitet. Die Lauffläche für die zweite Wälzkörperreihe (17) ist Teil eines Innenringes (18). Der Innenring (18) ist zwi schen einem Wellenbund (4) und einem einrollierten Rand (5) der Radnabe (1) axial fixiert.

Die Radnabe (1) bildet auch die Gelenkglocke des Gleichlauf gelenks (30). Letzteres hat seinen Gelenkdrehpunkt (39) auf der Radlenkachse (7) bzw. der Spreizachse. Dadurch wird die Gelenk welle (40) durch den Radeinschlag während der Lenkbewegungen im Bereich des Radlagers nicht oder nur unwesentlich in oder gegen die Fahrtrichtung ausgelenkt. Diesbezüglich verändert sich der Gelenkwellenwinkel gegenüber der Fahrzeugneutrallage kaum. Folglich verschiebt sich das im Radlager liegende Ende der Ge lenkwelle (40) innerhalb der Gelenkglockenkontur (31) ebenfalls nicht oder kaum, was sich deutlich in einem geringeren Ver schleiß bemerkbar macht.

Die Radlenkachse (7) schneidet oder kreuzt die Rotationsachse des Rades sehr nahe der Radmittenebene (8). Der Gelenkdreh punkt (39) liegt im Bereich zwischen zwei Ebenen (21, 22), die durch die äußeren, kreisförmigen Begrenzungslinien der inneren Wälzkörperlaufflächen gebildet werden.

Innerhalb der Gelenkglockenkontur (31) ist ein innerer Gelenk körper (32) mit dem ihn abschnittsweise umgebenden Käfig (33) angeordnet. Der Käfig (33) zentriert die Gelenkkugeln (34) in den schrägen Kugelbahnen der Gelenkglocke (31) und des Gelenk körpers (32). Die Kugelbahnen sind in der unteren Hälfte des dargestellten Schnittes zu sehen.

Die in die Radnabe (1) eingearbeitete Gelenkglockenkontur (31) endet zur Gelenkwelle (40) hin in einer trichterförmigen Kon tur (36). Der Öffnungswinkel der Kontur (36) hat seine Spitze links neben dem Gelenkdrehpunkt (39). Der Abstand entspricht beispielsweise ca. der Breite des Gelenkkörpers (32). Der Öff nungswinkel ist größer als 90°. Diese Ausgestaltung der Kon tur (36) erlaubt einen großen Radeinschlagwinkel.

In einer zentralen Bohrung des Gelenkkörpers (32) steckt die Gelenkwelle (40) z. B. mittels einer Keilwellen- oder Kerbzahn verbindung.

Der Gleichlaufgelenkraum ist zur Gelenkwelle (40) hin über eine Manschette (41) abgeschlossen. An der Gelenkwelle (40) ist die Manschette (41) mittels eines Spannbandes abgedichtet und befe stigt. Das radseitige Ende der Manschette (41) sitzt kraft schlüssig auf einer Stufenkontur (19) am Innenring (18) des Wälzlagers (10). Die Manschette (41) ist hierzu im Bereich der Stufenkontur (19) z. B. durch einen profilierten Blechring (42) versteift. Die Manschette (41) dichtet somit auch die Trennfuge zwischen dem Innenring (18) und der Radnabe (1) ab, so daß sich dort keine den Sitz des Innenrings (18) - und damit auch die ggf. vorhandene Vorspannung des Wälzlagers - beeinträchtigende Korrosion bilden kann.

Zur Radaußenseite hin ist der Gleichlaufgelenkraum mit einem in der Radnabe integrierten Zwischenboden (7) verschlossen. Der weitgehend plane Zwischenboden (7) ist hier ein fester, die Radnabe (1) versteifender Bestandteil.

Bezugszeichenliste

1

Radnabe

2

Nabenflansch

3

Außenkontur, plan, links

4

Wellenbund

5

einrollierter Rand

6

Zwischenboden

7

Radlenkachse, Spreizachse

8

Radmittenebene

10

Wälzlager, zweireihiges Schrägkugellager

11

Wälzlageraußenring

12

Außenflansch

13

Flanschfläche, rechts

15

,

17

Wälzkörperreihen

16

Wälzkörperlauffläche, Lauffläche

18

Innenring

19

Stufenkontur, Dichtungskontur

21

Ebene durch äußere Laufflächenberandung von (

15

)

22

Ebene durch äußere Laufflächenberandung von (

17

)

30

Gleichlaufgelenk

31

Gelenkglockenkontur, Gelenkglocke

32

Gelenkkörper

33

Käfig

34

Gelenkkugeln

36

Kontur, trichterförmig

39

Gelenkdrehpunkt, Zentrum

40

Gelenkwelle

41

Manschette

42

Blechring

Claims

1. Radlagerung mit integriertem Gleichlaufgelenk für ein lenk bares Kraftfahrzeugrad, wobei in der Radnabe zumindest ein In nenring eines radtragenden, mehrreihigen Wälzlagers durch ein zumindest abschnittsweises Umbördeln des fahrzeugseitigen Rad nabenrandes fixiert ist, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Glocke des Gleichlaufgelenks (30) ein Teil der Rad nabe (1) ist,
- daß das Zentrum (39) der Gelenkglockenkontur (31) innerhalb der Radnabe (1) zwischen den durch die beiden von den äußer sten Rändern der Laufflächenkontur der beiden Wälzkörper reihen (15, 17) gebildeten Ebenen (21, 22) liegt,
- daß der im Bereich des fahrzeugseitigen Radnabenrandes sit zende Innenring (18) auf seiner dem Wälzlager (30) abgewand ten Seite eine Dichtungskontur (19) zur abdichtenden Befe stigung eine Gleichlaufgelenkmanschette (41) aufweist und
- daß eine Wälzkörperlauffläche (16) ein Bestandteil der Rad nabe (1) ist.

2. Radlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radnabe (1) einen durchgehenden, zentralen Zwischenboden (7) aufweist, der sich außerhalb des Gleichlaufgelenkbereiches nor mal zur Rotationsachse erstreckt.

3. Radlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkdrehpunkt (39) auf der Spreizachse (7) liegt.