DE10008183C1 - Baueinheit zur Lagerung und Antriebsverbindung eines Rades - Google Patents

Baueinheit zur Lagerung und Antriebsverbindung eines Rades

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Abstract

Baueinheit zur Lagerung eines Rades eines Kraftfahrzeuges und zur Antriebsverbindung des Rades mit einer Antriebswelle, umfassend einen Radträger 11, der am Kraftfahrzeug anbringbar ist und ein Ringteil 15 und mehrere Lenkerarme 16 umfaßt, eine Radnabe 41, die drehbar im Ringteil 15 des Radträgers 11 gelagert ist und einen Flansch zum Anschrauben des Rades aufweist, ein Wälzlager mit zwei Wälzkörperreihen 60, 61 zur Lagerung der Radnabe 41 im Radträger 11, das in das Ringteil 15 des Radträgers 11 einsetzbar ist, und ein Gleichlaufgelenk 71, das ein Gelenkaußenteil 72 aufweist, das mit der Radnabe 41 lösbar verbindbar ist, und ein Gelenkinnenteil 77 aufweist, das mit der Antriebswelle verbindbar ist, wobei am Radträger 11 im Ringteil 15 eine etwa radial ausgerichtete Bohrung 27¶3¶, insbesondere eine solche zur späteren Aufnahme eines ABS-Sensors, ausgebildet ist und wobei bei im Radträger 11 festgelegtem Wälzlager und bei mit der Radnabe 41 verbundenem Gelenkaußenteil 72 die beiden Ringnuten axial korrespondierend zur Bohrung 27¶3¶ liegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baueinheit zur Lagerung eines Rades eines Kraftfahrzeuges und zur Antriebsverbindung des Rades mit einer Antriebswelle, umfassend einen Radträger, der am Kraft­ fahrzeug anbringbar ist und ein Ringteil und mehrere Lenkerarme umfaßt, eine Radnabe, die drehbar im Ringteil des Radträgers gelagert ist und einen Flansch zum Anschrauben des Rades auf­ weist, ein Wälzlager mit zwei Wälzkörperreihen zur Lagerung der Radnabe im Radträger, das in das Ringteil des Radträgers ein­ setzbar ist, und ein Gleichlaufgelenk, das ein Gelenkaußenteil aufweist, das mit der Radnabe lösbar verbindbar ist, und ein Gelenkinnenteil aufweist, das mit der Antriebswelle verbindbar ist, wobei die Verbindung zwischen der Radnabe und dem Gelenk­ außenteil mittels ineinandergreifender Verzahnungen hergestellt ist, von denen eine erste Verzahnung an einem Teil der Radnabe und eine zweite Verzahnung an einem Hülsenansatz am Gelenkaußen­ teil ausgebildet ist, und wobei die axiale Sicherung der inein­ andergreifenden Verzahnungen mittels eines Sicherungsringes hergestellt ist, der in zwei Ringnuten eingreift, von denen eine erste Ringnut an dem Teil der Radnabe im Bereich der ersten Verzahnung und eine zweite Ringnut an dem Hülsenansatz im Be­ reich der zweiten Verzahnung ausgebildet ist, wobei an dem Hül­ senansatz im Bereich der zweiten Verzahnung eine umfangsbegrenz­ te und axial begrenzte Ausklinkung ausgebildet ist, die die zweite Ringnut unterbricht und die bei mit der Radnabe verbunde­ nem Gelenkaußenteil die erste Ringnut und den Sicherungsring umfangsbegrenzt freilegt, wobei am Radträger im Ringteil eine etwa radial ausgerichtete Bohrung ausgebildet ist und wobei bei im Radträger festgelegtem Wälzlager und bei mit der Radnabe verbundenem Gelenkaußenteil die beiden Ringnuten axial korre­ spondierend zur Bohrung und zur Ausklinkung liegen.
Aus der gattungsbildenden WO 99/13232 ist eine Baueinheit der genannten Art be­ kannt, bei der der Sicherungsring zur Montage in die Ringnut auf der Radnabe eingesetzt und mittels einer Klammer so kontrahiert wird, daß er vollständig innerhalb des Fußdurchmessers der Ver­ zahnung liegt oder bei der der Sicherungsring in die Ringnut im Gelenkaußenteil eingesetzt wird und mittels eines Keils so ex­ pandiert wird, daß er vollständig außerhalb des Fußdurchmessers der Verzahnung liegt. Danach wird das Gegenstück montiert, das heißt das Gelenkaußenteil aufgeschoben bzw. die Radnabe einge­ schoben, bis die darin ausgeformte Ringnut mit dem Sicherungs­ ring axial in Überdeckung liegt und die Klammer bzw. der Keil radial nach außen entfernt. Hierbei expandiert der Sicherungs­ ring, so daß er in die Ringnut in dem Gelenkaußenteil eingreift bzw. der Sicherungsring kontrahiert, so daß er in die Ringnut in der Radnabe eingreift. In beiden Ausführungen ist eine Ausklin­ kung am Ende des Gelenkaußenteils vorgesehen, die die Klammer bzw. den Keil sowie radial abgebogene Enden des Sicherungsrings aufnimmt. Zur Manipulierbarkeit des Sicherungsrings mittels eines Entfernens der Klammer bzw. des Keils bei im Radträger montierter Radnabe ist eine Radialbohrungen Radträger vorgese­ hen, die in axialer Übereinstimmung mit den Ringnuten bzw. mit der Ausklinkung am Gelenkaußenteil liegt und Zugriff zu einem Laschenansatz an der Klammer bzw. dem Keil von außerhalb des Radträgers ermöglicht. Ist die Montage der Baueinheit durch Entfernen der Klammer bzw. des Keils abgeschlossenen, ist eine Demontage nur noch unter Zerstörung des Sicherungsrings durch Aufbringen von Axialkräften zwischen Radnabe und Gelenkaußenteil möglich.
Aus der DE 197 00 313 A1 ist eine Anordnung der genannten Art bekannt, bei der der Sicherungsring nach Art eines Schnapprings, der selbständig in die Innennut in der Innenverzahnung des Ge­ lenkaußenteils eingreift, ausgeführt ist. Eine derartige An­ ordnung ist nicht zerstörungsfrei zu demontieren. Vielmehr wird der Sicherungsring beim gewaltsamen axialen Entfernen von Radna­ beneinheit und Gleichlaufgelenk zerquetscht, wobei zugleich Schäden an den Verzahnungen auftreten können. Aus der DE 197 51 855 C1 ist eine Anordnung der eingangs genannten Art bekannt, bei der der Sicherungsring radial von außen frei zugänglich ist und axial zur Gelenkseite vor dem Ringteil des Radträgers liegt. Zu diesem Zweck ist mit der Radnabe ein Treibring verbunden, der in die entsprechende Verzahnung zum Verzahnungseingriff mit dem Gelenkaußenteil trägt, welcher axial über das Nabenende hinaus verlängert ist. Hiermit verlängert sich die Gesamtlänge der Baueinheit, wodurch gleichzeitig verfügbare Länge für die Ge­ lenkwelle verlorengeht, deren Bestandteil das Gleichlaufgelenk ist. Diese Länge ist ein besonders kritischer Punkt, da mit einer Verkürzung der Gelenkwelle bei vorgegebenen maximalen Gelenkwinkeln eine Verringerung der Lenkwinkel bzw. der Feder­ wege verbunden ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bau­ einheit der genannten Art so weiterzubilden, daß eine erleich­ terte Montage und Demontage des Gleichlaufgelenks und damit zu­ gleich eine verbesserte Möglichkeit zum Austausch von Gelenk­ wellen am Kraftfahrzeug möglich wird. Die Lösung hierfür besteht darin, daß der Durchmesser d der Bohrung kleiner ist, als die Umfangserstreckung b der Ausklinkung und der Sicherungsring mittels eines Zangenwerkzeuges durch die Bohrung hindurch hand­ habbar ist. Mit den hier angegebenen Mitteln kann eine Gelenk­ welle montiert und insbesondere zerstörungsfrei demontiert wer­ den, ohne daß das Fahrzeugrad von der Radnabe und die Radnabe vom Radträger demontiert werden muß und ohne daß der Radträger in irgendeiner Weise vom Kraftfahrzeug gelöst werden muß. Der für die Montage und Demontage erforderliche Verschiebeweg zum Lösen der ineinandergreifenden Verzahnungen ist im differen­ tialseitigen Gleichlaufgelenk konstruktiv notwendigerweise vor­ handen. Trotz Minimierung der Bohrung im Verhältnis zur Umfangs­ erstreckung der Ausnehmung ist das Fassen des Sicherungsringes in einer üblichen Zangenbewegung möglich.
Nach einer günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die axiale Tiefe t der Ausklinkung kleiner ist als der Durchmesser d der Bohrung. Hiermit wird eine möglichst geringe Schwächung des Gelenkaußenteils durch die Ausklinkung eingehalten. Hierbei ist vorgesehen, daß nach außen aufgebogene Enden des Sicherungs­ rings in die Ausklinkung eingreifen und gegenüber dieser gegen Verdrehung sichern.
Die Bohrung kann nach der Montage der Baueinheit zur Aufnahme eines ABS-Sensors dienen. Hierzu ist in unmittelbarer Nachbar­ schaft zur Lage des Sicherungsrings ein Impulsgeberring bei­ spielsweise auf dem Gelenkaußenteil anzuordnen.
Aus Fertigungsgründen ist es günstig, wenn die erste Verzahnung am Nabenkörper an einem separaten Treibring ausgebildet ist, der auf die Radnabe aufgeschoben und auf dieser unlösbar festgelegt ist. Hierbei können zur Verdrehsicherung zwischen beiden Teilen diese wieder ihrerseits mit ineinandergreifenden Längsverzahnun­ gen versehen sein. Der Treibring kann hierbei insbesondere durch eine Umbördelung des Nabenkörpers axial auf der Radnabe gesi­ chert sein. Dabei kann der Treibring axial gegen einen inneren Lagerring einer ersten Wälzkörperreihe anliegen, der ebenfalls auf den Nabenkörper aufgeschoben ist und der zugleich von dem Treibring gegen einen inneren Lagerring einer zweiten Wälzkör­ perreihe verspannt ist. Der zweite innere Lagerring ist hierbei in der Regel unmittelbar aus dem Nabenkörper ausgebildet.
In vorteilhafter Weise bietet der Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine kurzbauende Baueinheit der genannten Art, die mit einfachen Hilfsmitteln zerstörungsfrei und ohne Lösen der Bau­ gruppen Radträger und Radnabeneinheit von dem Gleichlaufgelenk einer Gelenkwelle getrennt werden kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Bauein­ heiten zur Anbringung an einem Kraftfahrzeug werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt eine komplett montierte Baueinheit mit ra­ dialer Bohrung im Ringteil des Radträgers im Längshalbschnitt;
Fig. 2 zeigt die Baueinheit nach Fig. 1 in einem Querschnitt gemäß der Schnittlinie A-A;
Fig. 3 zeigt die komplett montierte Baueinheit in Schat­ tendarstellung in radialer Ansicht auf die Bohrung im Ringteil;
Fig. 4 zeigt die Baueinheit nach Fig. 1 bei demontier­ tem Gelenkaußenteil in Schattendarstellung in radialer Ansicht auf die Bohrung im Ringteil.
In Fig. 1 ist im Längshalbschnitt eine montierte Baueinheit 10 3 gezeigt, die eine Nabenanordnung 41 3 und ein Gleichlaufgelenk 71 3 umfaßt. Am Nabenkörper 45 3 ist ein Zwischenboden 43 3 vorgesehen. Eine Umbördelung 56 3 am Nabenkörper 45 3 hält einen Treibring 55 3, der mit dem Nabenkörper 45 3 über Längsverzahnungen 44 3 inein­ andergreift. Der Treibring 55 3 hält seinerseits einen Lagerinnen­ ring 60 3 eines Radlagers 51 3. Eine Dichtung 59 3 dichtet das Rad­ lager ab. Zwei Wälzkörperreihen 61 3, 62 3 und der Lageraußenring 59 3 des Radlagers 51 3 sind ebenfalls dargestellt. Am Treibring 55 3 ist eine Außenverzahnung 52 3 und eine Ringnut 53 3 erkennbar. Das Gleichlaufgelenk 71 3 umfaßt ein Gelenkaußenteil 72 3 mit einem Hülsenansatz 82 3, ein Gelenkinnenteil 77 3, einen Käfig 78 3 und Kugeln 79 3. An der Stirnseite 73 3 des Hülsenansatzes 82 3 ist eine Ausklinkung 74 3 erkennbar. Eine Innenverzahnung 75 3 am Hülsen­ ansatz 82 3 wirkt mit einer Außenverzahnung 52 3 am Treibring 55 3 zusammen. Am Umfang trägt das Gelenkaußenteil 72 3 einen Geberring 81 3, für einen ABS-Sensor.
Von einem Radträger 11 3 ist nur ein Ringteil 15 3 im Schnitt dar­ gestellt, an dem ein henkerarm 163 abgebrochen gezeichnet ist. In axialer Zuordnung zur Ringnut 53 3 ist im Ringteil 15 3 eine ra­ diale Bohrung 27 3 mit zur Achse A der Baueinheit 10 3 etwa ra­ dialer Mittelachse R ausgeführt. Ein Zangenkörper Z soll andeu­ ten, daß über diese Bohrung 27 3 und die Ausklinkung 74 3 freier Zugriff zum Sicherungsring 57 3 gegeben ist. Der Durchmesser d der Bohrung 27 3 ist größer als die axiale Tiefe t der Ausklinkung 74 3. In die Bohrung 27 3 ist nach der Gelenkmontage der genannte ABS-Sensor einsetzbar.
In Fig. 2 sind im Querschnitt gemäß der Schnittlinie A-A nach Fig. 1 folgende Einzelheiten von innen nach außen erkennbar: Nabenkörper 45 3, Verzahnung 44 3, Treibring 55 3, Sicherungsring 57 3 in Ringnut 53 3 und in Ringnut 76 3, Hülsenansatz 82 3 am Gelenk­ außenteil, alle jeweils im Querschnitt, Ausklinkung 74 3 im Hül­ senansatz 82 3 und Geberring 81 3 jeweils in Ansicht, Gelenkaußen­ teil 72 3 in Ansicht, Ringteil 15 3 des Radträgers mit radialer Bohrung 273 im teilweise weggebrochenen Querschnitt. Am Siche­ rungsring sind die Enden 65 3 und 66 3 bezeichnet, die von der Zange Z durch die Bohrung 27 3 hindurch ergriffen und zusammenge­ führt werden, so daß der Sicherungsring 57 3 aus der Innennut 76 3 im Hülsenansatz 82 3 am Gelenkaußenteil austritt und das Gelenk­ außenteil von der Radnabe zerstörungsfrei demontiert werden kann. Der Durchmesser d der Bohrung 27 3 ist kleiner als die Umfangserstreckung b der Ausklinkung 74 3.
In Fig. 3 sind der Radträger 11 3, die Radnabeneinheit 41 3 und das Gleichlaufgelenk 71 3 bezeichnet, wobei Einzelheiten in gleicher Weise beziffert sind, wie in den vorherigen Figuren. An der Radnabeneinheit ist weiter ein Radflansch 46 3 bezeichnet. Im Ringteil 15 3 ist die radiale Bohrung 27 3 gezeigt, die einen durchgehenden Dichtungsring 54 3 sowie die freien, nach radial außen umgebogenen Enden 65, 66 des Sicherungsrings 57 3 erkennen läßt. Hiermit kann über den Zugriff mittels der Zange Z und Zusammendrücken der Enden 65, 66 der Sicherungsring 57 3 so redu­ ziert werden, daß er tiefer in die Ringnut 53 3 im Treibring 55 3 eintritt und dabei gleichzeitig aus der Innenringnut 76 3 im Gelenkaußenteil 72 3 herausgleitet, so daß das Gleichlaufgelenk 71 3 zerstörungsfrei axial von der Nabeneinheit 41 3, d. h. speziell vom Treibring 53 3 gelöst werden kann.
In Fig. 4 ist die Baueinheit 10 3 nach dem Entfernen des Gleichlaufdrehgelenks 71 3 gezeigt. Durch die radiale Bohrung 27 3 wird hierbei die Außenverzahnung 52 3 der Nabenanordnung 41 3 mit der eingedrehten Ringnut 53 3 und dem Sicherungsring 57 3 erkenn­ bar. Die Radnabe 41 3 ist im Radlager 51 3 so gedreht, daß wieder die Enden 65 3, 66 3 des Sicherungsrings 57 3 sichtbar werden, die auf diese Weise durch die radiale Bohrung manipulierbar sind.
Bezugszeichenliste
10
Baueinheit
11
Radträger
15
Ringteil
16
Lenkerarm
27
Bohrung
41
Radnabe
43
Zwischenboden
44
Verzahnung
45
Nabenkörper
46
Flansch
51
Radlager
52
Außenverzahnung
53
Ringnut
54
Dichtungsring
55
Treibring
56
Umbördelung
57
Sicherungsring
59
Lageraußenring
60
Lagerinnenring
61
Wälzkörperreihe
62
Wälzkörperreihe
65
Ende
66
Ende
71
Gleichlaufgelenk
72
Gelenkaußenteil
73
Stirnseite
74
Ausklinkung
75
Innenverzahnung
76
Ringnut
77
Gelenkinnenteil
78
Käfig
79
Kugel
81
Geberring
82
Hülsenansatz

Claims (6)

1. Baueinheit (10) zur Lagerung eines Rades eines Kraftfahr­ zeuges und zur Antriebsverbindung des Rades mit einer An­ triebswelle, umfassend einen Radträger (11), der am Kraft­ fahrzeug anbringbar ist und ein Ringteil (15) und mehrere Lenkerarme (16) umfaßt, eine Radnabe (41), die drehbar im Ringteil (15) des Radträgers (11) gelagert ist und einen Flansch (46) zum Anschrauben des Rades aufweist, ein Wälz­ lager (51) mit zwei Wälzkörperreihen (61, 62) zur Lagerung der Radnabe (41) im Radträger (11), das in das Ringteil (15) des Radträgers (11) einsetzbar ist, und ein Gleich­ laufgelenk (71), das ein Gelenkaußenteil (72) aufweist, das mit der Radnabe (41) lösbar verbindbar ist, und ein Gelenk­ innenteil (77) aufweist, das mit der Antriebswelle ver­ bindbar ist, wobei die Verbindung zwischen der Radnabe (41) und dem Gelenkaußenteil (72) mittels ineinandergreifender Verzahnungen (52, 75) hergestellt ist, von denen eine erste Verzahnung (52) an einem Teil der Radnabe (41) und eine zweite Verzahnung (75) an einem Hülsenansatz (82) am Ge­ lenkaußenteil (72) ausgebildet ist, und wobei die axiale Sicherung der ineinandergreifenden Verzahnungen (52, 75) mittels eines Sicherungsringes (57) hergestellt ist, der in zwei Ringnuten (53, 76) eingreift, von denen eine erste Ringnut (53) an dem Teil der Radnabe (41) im Bereich der ersten Verzahnung (52) und eine zweite Ringnut (76) an dem Hülsenansatz (82) im Bereich der zweiten Verzahnung (75) ausgebildet ist, wobei an dem Hülsenansatz (82) im Bereich der zweiten Verzahnung (75) eine umfangsbegrenzte und axial begrenzte Ausklinkung (74) ausgebildet ist, die die zweite Ringnut (76) unterbricht und die bei mit der Radnabe (41) verbundenem Gelenkaußenteil (72) die erste Ringnut (53) und den Sicherungsring (57) umfangsbegrenzt freilegt, wobei am Radträger (11) im Ringteil (15) eine etwa radial ausge­ richtete Bohrung (27 3) ausgebildet ist und wobei bei im Radträger (11) festgelegtem Wälzlager (51) und bei mit der Radnabe (41) verbundenem Gelenkaußenteil (72) die beiden Ringnuten (53, 76) axial korrespondierend zur Bohrung (27 3) und zur Ausklinkung (74) liegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser d der Bohrung (27 3) kleiner ist, als die Umfangserstreckung b der Ausklinkung (74) und der Si­ cherungsring (57) mittels eines Zangenwerkzeuges durch die Bohrung (27 3) hindurch handhabbar ist.
2. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Tiefe t der Ausklinkung (74) kleiner ist als der Durchmesser d der Bohrung (27 3).
3. Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach außen aufgebogene Enden (65, 66) des Sicherungs­ rings (57) in die Ausklinkung (74) eingreifen und gegenüber dieser gegen Verdrehung sichern.
4. Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verzahnung (52) an einem separaten Treibring (55) ausgebildet ist, der auf die Radnabe (41) aufgeschoben und auf dieser unlösbar festgelegt ist.
5. Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibring (55) axial gegen einen inneren Lagerring (60) einer ersten Wälzkörperreihe (61) anliegt, der auf die Radnabe (41) aufgeschoben ist und gegen einen inneren La­ gerring einer zweiten Wälzkörperreihe (62) verspannt ist.
6. Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (27 3) zur Aufnahme eines ABS-Sensors dient.
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