-
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein System zur Radmontage an einer Achsbrücke oder Achse eines Straßenfahrzeuges,
wie zum Beispiel eines Lastkraftwagens oder Anhängers. Sie kann für die Montage
von Antriebsrädern
an einer hinteren oder vorderen Antriebsachse eines Lastkraftwagens
oder von frei drehbaren Rädern
für nur
tragende Achsbrücken oder
Anhängerachsen
angewendet werden.
-
Die Radmontagesysteme müssen auf
allgemeine Weise die wichtige Funktion der Führung der Drehbewegung und
des Auftriebs der Last des Kraftfahrzeugs wahrnehmen, die herkömmlicherweise durch
Lager mit rollenden Körpern
und schrägen Kontakten,
insbesondere Kegelrollenlager, erfüllt wird, die zwischen der
sich drehenden Nabe, an der das Rad befestigt ist, einerseits und
einem Achsschenkel oder Achstrichter andererseits montiert sind.
-
Bei den Antriebsachsen müssen sie
eine zusätzliche
Funktion wahrnehmen, nämlich
die Übertragung
des Antriebsmoments über
eine Achswelle, die mit der Nabe verbunden ist, um sie in eine Drehbewegung
zu versetzen.
-
Darüber hinaus ist die Radmontage
häufig insofern
an der Bremsfunktion beteiligt, als die drehenden Organe der Bremsen,
wie z. B. die Bremsscheiben, direkt oder indirekt an der Nabe befestigt sind.
-
Eine herkömmliche und gut bekannte Radmontage
besteht darin, zwei getrennte Kegelrollenlager zu verwenden, die
einerseits im Inneren der Nabe und andererseits zum Beispiel an
Auflageflächen
am Ende des Achstrichters montiert sind. Die Außenringe der Lager, häufig „Schalen" genannt, sind in
entsprechenden Aufnahmen der Nabe montiert, und zwar an beiden Seiten
der Letztgenannten, im axialen Anschlag gegen jeweilige Schultern
der Aufnahmen. Die konischen Innenringe, häufig „Kegel" genannt, sind am Trichter montiert.
Der Ring des inneren Lagers, das zur Mitte der Achsbrücke hin
angeordnet ist, befindet sich im axialen Anschlag gegen eine Schulter
des Trichters, und zwar direkt oder unter Zwischenschaltung eines
angesetzten Rings zum Tragen der Dichtung. Der Ring des äußeren Lagers ist
durch eine Mutter mit Arretierung am Ende des Trichters befestigt.
Diese Mutter ermöglicht
es darüber
hinaus, die Vorbelastung der Lager zu regeln, indem auf diese eine
Axialbeanspruchung ausgeübt wird.
-
Bei dieser Art von Montage sind die
Innenringe der Lager fix, und die Außenringe drehen sich mit der
Nabe, wobei sich die Einheiten von konischen Rollen zwischen den
jeweiligen „Kegeln" und „Schalen" jedes Lagers befinden.
-
Wenn eine derartige Montage für eine Antriebsachse
verwendet wird, verläuft
die Achswelle frei in einem axialen Durchlass des Trichters, damit sie über ein
inneres Ende an den Getriebemechanismus der Achsbrücke angeschlossen
werden kann. An der Außenseite
umfasst die Achswelle einen Flansch, der drehfest mit der Nabe verbunden
ist, zum Beispiel durch eine Vielzahl von Schrauben, die über den
Umfang des Flansches verteilt sind. Die Führung der Drehung der Achswelle
wird somit von der Außenseite
indirekt über
die Nabe gewährleistet.
-
Die Montagen vom oben genannten Typ
weisen mehrere Nachteile auf.
-
Erstens ist die korrekte Einstellung
der Vorbelastung durch Regelung mittels der Mutter zum Halten des
Innenrings des äußeren Lagers
schlecht gesichert; da die Möglichkeit
besteht, diese Vorbelastung durch Anziehen der Mutter beträchtlich
zu variieren, wobei diese Vorbelastung jedoch ein wichtiger Faktor
für die
Lebensdauer der Lager ist.
-
Bei diesen Montagen wird die Schmierung der
Lager häufig
durch das Öl
der Achsbrücke
gewährleistet.
Daraus ergibt sich, dass Metallpartikel, die von den Getriebemechanismen
der Achsbrücke stammen
und durch das genannte Öl
befördert
werden, zu den Lagern gelangen können,
wodurch sie deren Verschleiß beschleunigen
oder diese sogar beschädigen.
-
Herkömmlicherweise sind die Bremsscheiben
an der Nabe montiert, wobei sie aber im Allgemeinen zur Mitte der
Achsbrücke
hin verschoben sind, um im Inneren der Radfelge Platz zu finden,
die das gesamte Radmontagesystem umgibt. Die Scheiben sind auf diese
Weise häufig
am Felgenhalter befestigt, an dem die Felge befestigt ist, jedoch
an der Innenseite des Felgenhalters, was dazu führt, dass man die Nabe ausbauen
und somit das Lagermontagesystem demontieren muss, um Zugang zur
Bremsscheibe zu erhalten und sie gegebenenfalls auszutauschen. Ein
derartiger Vorgang ist daher lang und kostspielig. Darüber hinaus
ist die Wiedermontage der Lager heikel, da man neuerlich eine genaue
Einstellung der Vorbelastung des Lagers vornehmen muss.
-
Es können auch Probleme mit der
Dichtigkeit auftreten, da diese häufig durch eine Dichtung gewährleistet
wird, die an der Nabe an der Seite der Schale des inneren Lagers
montiert ist und auf einem Ring ruht, der an den Trichter angesetzt
ist. Bei einem Ausbau oder Wiedereinbau der Nabe, der zum Beispiel
durchgeführt
wird, um die Scheibe auszuwechseln, ist die Zentrierung der Nabe
schlecht gewährleistet,
solange die Lager nicht endgültig
am Platz sind. Dies kann somit zu einer langfristig schädlichen
Beeinträchtigung
der Dichtung oder sogar zur Einführung
von Verunreinigungen in das Lager bei der Wiedermontage führen.
-
Es ist festzustellen, dass diese
Art von Montage, die soeben beschrieben wurde, auch für die Montage
von Rädern
an vorderen Lenkachsen verwendet wird. In diesem Fall werden die
Lager von einem Nabenschenkel anstatt vom Achstrichter getragen,
und die Achswelle ist ein Ende eines Getriebes mit homokinetischem
Gelenk, wobei der Flansch der Achswelle an das Ende der Welle angesetzt
ist, um die Montage nach dem Platzieren des homokinetischen Getriebes
zu ermöglichen.
Die anderen Merkmale sind gleich wie diejenigen der Radmontagen
an den Hinterachsbrücken,
und es sind die gleichen Mängel
festzustellen.
-
Es sind auch andere Radmontagesysteme bekannt,
die an Stelle der beiden oben beschriebenen Kegelrollenlager ein
einziges Lager mit zwei Reihen von Rollen, auch „Patronenlager" genannt, verwenden.
Typischerweise umfassen diese Lager einen einzigen Außenring,
der zwei konische Laufwege trägt.
Die inneren Laufwege werden von getrennten Innenringen oder „Kegeln" getragen, die jedoch durch
axiales Zusammenpressen zum Beispiel mittels einer Mutter miteinander
in Kontakt gebracht und axial gegeneinander in Anschlag gehalten
werden.
-
Bei Montagen, die diesen kompakten
Lagertyp verwenden, ist der Außenring
in einer mit einer Schulter versehenen Bohrung der Nabe montiert,
wo er darüber
hinaus axial zum Beispiel durch eine Anschlagscheibe gehalten wird.
Die Innenringe sind fix, auf eine Auflagefläche des Trichters geschoben,
die ebenfalls mit einer Schulter versehen ist, und axial auf diesem
durch eine Mutter fixiert. Diese Mutter dient als Anschlag, wird
jedoch nicht zur Einstellung der Vorbelastung verwendet, da diese
durch die Geometrie des Lagers vorbestimmt wird, bei der sich die beiden
Innenringe gegeneinander im Anschlag befinden.
-
Diese Art von Montage beseitigt somit
die Probleme der Einstellung der Vorbelastung. Auch die oben erwähnten Probleme
bei der Schmierung der Montagesysteme werden beseitigt oder zumindest stark
reduziert, da das Lager durch eine unabhängige Schmierung geschmiert
wird und mit spezifischen Dichtungen versehen ist, die mit dem Lager
verbunden sind und zwischen dem Außenring einerseits und jedem
Innenring andererseits angeordnet sind. Die eventuellen Ausbau-
und Wiedereinbauvorgänge führen dazu,
dass das gesamte Lager ohne Gefahr einer Beschädigung der Dichtungslippe manipuliert wird.
-
Insbesondere für Montagesysteme für vordere,
gelenkte und nicht angetriebene Räder oder für Montagesysteme für Räder von
Anhängern
kennt man auch die Verwendung von Lagern mit zwei Reihen von Rollen,
wie oben erwähnt,
bei denen jedoch der Außenring
nicht in einer Bohrung der Nabe montiert ist, sondern dieser Ring
selbst die Nabe darstellt, indem er einen axialen Endteil in Form
eines Flansches umfasst, auf dem die Bremsscheibe und ein Felgenhalter
zentriert und direkt durch Schrauben befestigt sind. Die Innenringe
werden, wie oben beschrieben, durch eine Mutter am Ende des Achsschenkels
gehalten. Eine in das mittige Loch der Bremsscheibe oder des Felgenhalters
eingefügte Kapsel
sorgt für
den Schutz des Lagers und die Dichtigkeit der Außenseite, wobei eine Lagerdichtung zwischen
den inneren und äußeren Ringen
für die Dichtigkeit
der Innenseite sorgt.
-
Das Dokument EP-A-489 233 offenbart
ein System nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wobei die Bremsscheibe
direkt an der Nabe befestigt ist.
-
Ziel der vorliegenden Erfindung ist
es, ein neues Radmontagesystem zu schaffen, das das gleiche Montagekonzept
und ähnliche
Elemente verwendet, unabhängig
davon, ob es sich um die Montage eines Rades einer Antriebsachse,
einer nur tragenden Achse oder der Vorderachse handelt. Vor allem ist
mit ihr beabsichtigt, die oben erwähnten Probleme zu lösen, indem
sie insbesondere einen leichten Zugang zu den Bremsscheiben ermöglicht,
ohne dass es notwendig ist, Eingriffe an den Lagern vorzunehmen,
und indem sie die Ausbau- und Wiedereinbauvorgänge beschränkt. Mit ihr ist auch beabsichtigt, jede
Gefahr der Veränderung
der Vorbelastung der Lager und jede Gefahr der Beeinträchtigung
der Dichtigkeit oder der Einführung
von Verunreinigungen in die Lager zu beseitigen, indem jeder Eingriff an
den Lagern bei Eingriffen an den Bremsscheiben vermieden wird.
-
In Anbetracht dieser Ziele ist der
Gegenstand der Erfindung ein System zur Montage von Rädern an
einer Achsbrücke
oder Achse eines Straßenfahrzeugs
nach Anspruch 1.
-
Zu diesem Zweck umfasst die Nabe
vorzugsweise zu ihrem äußeren Ende
hin einen Kragen, an dem ein Felgenhalter befestigt ist, wobei darüber hinaus
die Innenringe an der Nabe gegen eine Schulter, die in der Nähe des Kragens
angeordnet ist, durch eine Mutter in Anschlag gehalten werden, die von
der Innenseite an die Nabe geschraubt ist.
-
Der Felgenhalter ist drehfest mit
dem Kragen verbunden und an dem Kragen durch Schrauben befestigt.
Da der Felgenhalter von außen
an dem Kragen befestigt ist, ist es besonders einfach, ihn zu demontieren,
ohne einen Eingriff am Lager vorzunehmen.
-
Dies erweist sich als besonders interessant, wenn
eine Bremsscheibe an einer peripheren ringförmigen Auflagefläche des
Felgenhalters befestigt ist und die Bremsscheibe eine mittige Öffnung aufweist, deren
Durchmesser größer ist
als der Außendurchmesser
des Kragens. Auf diese Weise ist es möglich, die Bremsscheibe ohne
Demontage der Nabe und des Lagers auszutauschen, indem man nur den
Felgenhalter ausbaut.
-
Im Fall der Anwendung der Erfindung
auf eine Hinterachsbrücke
oder eine Anhängerachse wird
das fixe Halteelement durch ein Ende eines Gehäuses einer Achsbrücke oder
Achse gebildet, das mit einem ringförmigen Gegenflansch und einer
Auflagefläche
zum Zentrieren versehen ist, wobei der Flansch des Außenrings
des Lagers auf der Auflagefläche
zum Zentrieren zentriert ist und durch Schrauben, die den Gegenflansch
durchqueren und in den Flansch des Außenrings geschraubt sind, gegen
den Gegenflansch gepresst wird.
-
Wenn das erfindungsgemäße Montagesystem
für eine
Antriebsachse verwendet wird, wird die Nabe vorzugsweise durch einen
zylindrischen Auflagebereich am Ende einer Achswelle gebildet, der gleichzeitig
eine Führungs-,
Auftriebs- und Momentübertragungsfunktion
ausübt.
-
Anders gesagt sind die Achswelle
und die Nabe im Gegensatz zu den verschiedenen Systemen des Stands
der Technik aus ein und demselben Teil gebildet.
-
Wenn das erfindungsgemäße System
für gelenkte
Räder verwendet
wird, wird das fixe Halteelement durch eine Lagerbolzenhaube des
gelenkten Rades gebildet, die in Bezug auf ein Vorderachsgehäuse schwenkbar
ist.
-
Auf diese Weise kann eine Glocke,
die eine Bremsscheibe trägt,
am Felgenhalter an der Seite der Haube und um das Lager herum befestigt
werden, wobei auch bei dieser Anwendung die Bremsscheibe zugänglich ist,
indem man nur den Felgenhalter ausbaut, ohne dass es notwendig ist,
das Lager zu demontieren.
-
Wenn das Radmontagesystem für eine vordere
Antriebsachse verwendet ist, wird die Nabe durch eine Antriebswelle
gebildet, die eine Anschlagschulter umfasst, um einen ersten Innenring
des Lagers im Anschlag aufzunehmen, wobei das Ende der Antriebswelle
den Felgenhalter trägt,
der drehfest mit der Welle verbunden ist und durch eine Mutter im
axialen Anschlag gegen den zweiten Innenring gepresst wird.
-
Wie man bereits verstanden haben
wird und wie dies noch besser aus der folgenden Beschreibung der
Beispiele hervorgehen wird, weist das erfindungsgemäße System
den besonderen Vorteil auf, dass es ein generisches Radmontagesystem
darstellt, d. h. dass es in den verschiedenen Anwendungen ähnliche
strukturelle Elemente verwendet, unabhängig davon, ob es sich um eine
hintere Antriebsachse, um eine Anhängerachse, um eine Lenkachse oder
um eine gelenkte und angetriebene Vorderachse handelt.
-
Was die anderen Vorteile des erfindungsgemäßen Systems
betrifft, so ist anzumerken, dass es auch ermöglicht, einen Rotationssensor
für Antiblockiersysteme
der Räder
direkt am fixen Außenring des
Lagers zu befestigen, was eine hohe Genauigkeit und eine große Stabilität des Signals
ermöglicht. Darüber hinaus
muss der Sensor bei einem Austausch der Scheibe nicht mehr demontiert
werden, da es nicht mehr notwendig ist, einen Eingriff am Lager vorzunehmen,
wodurch es nicht mehr nötig
ist, wie früher
nach der Wiedermontage der Scheibe eine Kontrolle des Signals vorzunehmen.
-
Weitere Merkmale und Vorteile gehen
aus der Beschreibung von drei Anwendungen des erfindungsgemäßen Radmontagesystems
hervor.
-
Es wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug
genommen, wobei:
-
1 eine
Schnittansicht der Radmontage ist, die an einer Hinterachsbrücke verwendet
wird,
-
2 eine
Schnittansicht der Radmontage ist, die an einer Anhängerachse
verwendet wird,
-
3 eine
Schnittansicht der Radmontage ist, die an einer gelenkten Vorderachsbrücke verwendet
wird,
-
4 eine
Schnittansicht einer Ausführungsvariante
der Radmontage ist, die an einer Hinterachsbrücke verwendet wird.
-
In 1 wurde
nur das Ende des Achsgehäuses 10 dargestellt,
das so ausgebildet ist, dass es einen Gegenflansch 11 darstellt,
an dem eine Auflagefläche
zum Zentrieren 12 gebildet ist.
-
Das Lager 2 umfasst einen
Außenring 21, der
mit einem Flansch 22 versehen ist, der zentriert auf der
Auflagefläche 12 montiert
ist. Der Flansch 22 des Lagers drückt mit seiner Vorderfläche axial
gegen die Fläche
des Gegenflansches 11. Er wird hier durch Schrauben 51 gehalten,
die durch Bohrungen im Gegenflansch 11 gehen und in Gewindelöchern des
Lagerflansches 22 verschraubt sind, wobei die Köpfe dieser
Schrauben von der Seite des Flansches her zugänglich sind, die zur Mitte
der Achsbrücke
hin gelegen ist.
-
Das Lager 2 umfasst auch
zwei Innenringe 23, 24, die auf einer Auflagefläche 31 der
Achswelle 3 montiert sind, deren innerer Teil 30 auf
an sich bekannte Weise mit den nicht dargestellten Verzahnungen
der Achsbrücke
verbunden ist.
-
Die Auflagefläche 31 der Achswelle
stellt also direkt die Nabe dar. Der Innenring 23 befindet sich
im Anschlag gegen eine Schulter 32 der Achswelle, und eine
Mutter 52, die mit einem gewindeten Teil 34 der
Auflagefläche 31 verschraubt
ist, hält
den zweiten Innenring 24 axial im Anschlag gegen den ersten
Innenring 23. Die Mutter 52 ist auf an sich bekannte
Weise an der Achswelle arretiert.
-
Das äußere Ende der Achswelle umfasst
einen Kragen, an dem der Felgenhalter 41 befestigt ist. Der
Kragen umfasst einerseits einen Flansch 33, auf dem der
Felgenhalter durch Schrauben 53 in axialer Richtung in
Anschlag gehalten wird, und andererseits einen Zahnkranz 35,
der in Bezug auf den Flansch 33 nach außen vorragt und dessen Zahnung
mit der entsprechenden Zahnung 42 zusammenarbeitet, die
in der Bohrung des Felgenhalters gebildet ist, um die drehfeste
Verbindung und die Übertragung
des Antriebsmoments zwischen der Achswelle 3 und dem Felgenhalter 41 zu
gewährleisten.
-
Der Felgenhalter 41 hat
eine glockenförmige Form,
die das Lager 2 bedeckt und in einem Flansch 43 endet,
an dem die Bremsscheibe 44 durch Bolzen 54 befestigt
ist, die auch zur Befestigung der nicht dargestellten Felge dienen.
-
Wie in der Zeichnung zu sehen ist,
genügt es,
die Schrauben 53 zur Befestigung des Felgenhalters loszuschrauben,
um die Einheit Felgenhalter und Bremsscheibe ausbauen zu können, indem
man sie axial um das Lager gleiten lässt, wodurch es möglich ist,
die Bremsscheibe ohne jeglichen Eingriff an den Lagern auszutauschen.
-
Man wird feststellen, dass ein Rotationssensor 61 direkt
am Außenring 21 des
Lagers montiert und durch ein Kabel 62 angeschlossen werden
kann, das in einem Durchlass verläuft, der durch den Flansch 22 des
Außenrings
und den Gegenflansch 11 des Achsgehäuses gebildet ist. Der Sensor
ist im Inneren des Felgenhalters geschützt und stört bei der Demontage des Felgenhalters
in keiner Weise.
-
Die in 2 dargestellte
Montage ist eine Radmontage, die an eine nicht angetriebene Achsbrücke oder
eine Anhängerachse
angepasst ist.
-
Diese Montage ist gleich wie diejenige
von 1, mit Ausnahme
der Tatsache, dass die Nabe 31 in diesem Fall eine einfache,
frei drehbare Nabe ist, d. h. dass im Vergleich zur Montage von 1 nur der Teil 30 der
Achswelle, der die Nabe mit den Verzahnungen der Achsbrücke verbindet,
weggelassen ist.
-
3 zeigt
eine Anwendung für
eine angetriebene Vorderachsbrücke.
Bei dieser Montage ist der Außenkäfig 21 des
Lagers an einer Lagerbolzenhaube 13 befestigt, die auf
an sich bekannte Weise schwenkbar an einer Endhaube 14 des
Vorderachsgehäuses
montiert ist.
-
Der Kardanantrieb oder das homokinetische Gelenk 36 endet
durch eine Antriebswelle 37, die die Nabe darstellt, an
der die Innenringe 23, 24 des Lagers montiert
sind. Der Innenring 24 befindet sich im axialen Anschlag
gegen eine Schulter 38 der Welle. Der Felgenhalter 45 ist
am Ende der Welle 37 befestigt, er wird durch Rillen 39 an
der Drehung gehindert und durch eine arretierte Mutter 55 axial
im Anschlag gegen den Innenring 23 gehalten.
-
Die Bremsscheibe 46 ist
durch Schrauben 56 am Felgenhalter 45 befestigt.
Eine Verschluss- und Zentierplatte 47 ist zentriert am
Felgenhalter 45 montiert, um das Ende der Welle 37 und
die Mutter 55 zu bedecken und zu schützen. Radbolzen 57 halten
die Verbindung aus der Platte 47 und der Felge 48 auf dem
Felgenhalter 45.
-
Um Zugang zur Bremsscheibe zu erhalten, baut
man die Felge und die Platte 47 aus, um Zugang zur Mutter 55 zu
gewinnen. Dann entfernt man diese Mutter, wodurch es möglich wird,
den Felgenhalter und die Bremsscheibe abzuziehen, die nun ausgetauscht
werden kann, indem man die Schrauben 56 losschraubt.
-
Die in 4 dargestellte
Variante wird wie die Ausführung
von 1 für die Radmontage
an einer Hinterachsbrücke
angewendet, wobei die Befestigung des Außenrings 21 des Lagers 2 am
Ende des Achsgehäuses 10 auf
identische Weise ausgeführt ist.
In dieser Variante wird die Nabe 7 nicht mehr durch eine
Auflagefläche
am Ende der Achswelle 8, sondern durch ein zusätzliches
rohrförmiges
Teil gebildet, das eine zylindrische Auflagefläche 71 umfasst, an
der die Innenringe 23, 24 des Lagers montiert
sind, die durch eine arretierte Mutter 52 im axialen Anschlag
gegen eine Schulter 72 der Nabe 7 gehalten werden.
-
Die Nabe 7 umfasst darüber hinaus
einen Kragen 73, an dem der Felgenhalter 49 durch
Bolzen 58 zentriert und befestigt ist. Der äußerste Teil 81 der Achswelle
verläuft
mit einem diametralen Spiel in der Bohrung der rohrförmigen Nabe 7 und
weist ein geriffeltes Ende 82 auf, das in eine entsprechende
geriffelte Öffnung
des Felgenhalters 49 eingefügt ist, um die Übertragung
des Moments zu gewährleisten.
Ein Stopfen 83 ist in der Öffnung des Felgenhalters untergebracht,
um das Ende der Achswelle zu schützen.
-
Die Bremsscheibe 44 und
die Felge sind wie bei der Montage von 1 am Felgenhalter montiert.
-
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen
beschränkt,
die oben einzig als Beispiele beschrieben wurden. Insbesondere kann
man die Ausführungsformen
der Nabe und deren Verbindungen mit dem Felgenhalter verändern, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen, solange der Außenring des
Lagers gemäß der Erfindung
an einer fixen Halterung am Ende der Achse, des Achsgehäuses, der Lagerbolzenhaube
usw. montiert ist.