DE102004035535A1 - Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Es wird eine Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug, umfassend eine Kompaktlagereinheit und einen Nabenflansch, vorgeschlagen, bei der der Bohrungsdurchmesser der Lagereinheit (1) derart gewählt ist, dass der Achsschenkel (2) der Radachse aus einem Gusswerkstoff herstellbar ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radnabenlagerung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzkraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Rad- bzw. Nabenlagerungen für schwere Nutzkraftfahrzeuge mit hoher Achslast und Single Bereifung werden in der Regel mit einer Einzel- oder Kompaktlagerung ausgeführt. Diese Lagerkonzepte sind konstruktiv so ausgeführt, dass es nicht möglich ist, die Achsen mittels eines Achstriebs über eine Gelenkwelle anzutreiben. Die Lager sind üblicherweise laufleistungsoptimiert und weisen somit eine kleinstmögliche Lagerbohrung auf. Dies hat zur Folge, dass der Achsschenkel aus Festigkeitsgründen aus einem hochwertigen Stahlwerkstoff hergestellt werden muss, was in nachteiliger Weise die Herstellungskosten erhöht.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug anzugeben, bei der der Achsschenkel aus einem Gusswerkstoff hergestellt werden kann. Des weiteren soll die erfindungsgemäße Nabenlagerung ein optionales Antreiben des Radkopfes über eine Gelenkwelle ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
• Demnach wird vorgeschlagen, als Nabenlager eine voreingestellte Kompaktlagereinheit zu verwenden, bei der der Bohrungsdurchmesser derart gewählt ist, dass der Achsschenkel der Radachse aus einem Gusswerkstoff hergestellt werden kann.
• Hierbei sind die Lageraußenringe der Lagereinheit stehend im Achsschenkel verbaut; der Nabenflansch ist erfindungsgemäß in der Lagerbohrung angeordnet und mit Umfangslast beaufschlagbar. Ferner werden die in Topfausführung ausgeführte Bremsscheibe und der Radträger am Nabenflansch befestigt.
• Des weiteren kann der Radkopf über einen mit dem Nabenflansch in Eingriff stehenden Antriebsflansch und eine Gelenkwelle angetrieben werden.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es stellen dar:
• 1 zwei schematische Ansichten einer ersten Ausführungsform der Nabenlagerung gemäß der vorliegenden Erfindung;
• 2 zwei schematische Ansichten einer zweiten Ausführungsform der Nabenlagerung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
• 3 zwei schematische Ansichten einer dritten Ausführungsform der Nabenlagerung gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind, wie bereits erläutert, die Lageraußenringe der Lagereinheit 1 stehend im Achsschenkel 2 verbaut; als Lagereinheit 1 ist eine voreingestellte Kompaktlagereinheit vorgesehen, wobei der Bohrungsdurchmesser derart gewählt ist, dass der Achsschenkel 2 aus einem Gusswerkstoff hergestellt werden kann.
• Erfindungsgemäß ist der Nabenflansch 14 in der Lagerbohrung angeordnet und wird mit Umfangslast beaufschlagt. Des weiteren weist der Naben flansch 14 an der Stirnseite zur Bremsscheibe 21 Kühlkanäle 16 auf, wodurch in vorteilhafter Weise weniger Wärme in die Lagerung 1 eingebracht und die Bremsscheibe 21 zusätzlich gekühlt wird.
• Zur Sicherung des Nabenflansches 14 sind Nutmuttern bzw. eine Scheibe 17 und geeignete Befestigungselemente, vorzugsweise Sechskantschrauben 18 vorgesehen, wobei die Scheibe 17 radial eine Verzahnung für die ABS-Signalerzeugung aufweist. Wie aus 1 ersichtlich, ist die Scheibe 17 in der Lagereinheit 1 zentriert angeordnet, so dass der für die ABS-Signalerzeugung notwendige Rundlauf gewährleistet ist.
• Bei der in 1 gezeigten Variante, bei der ein Antreiben des Radkopfes nicht realisiert ist, ist die Lagereinheit 1 an der dem Radträger 22 abgewandten Seite mit einem Blech oder Gussdeckel 19 verschlossen, wobei der Deckel 19 eine axiale Bohrung zur Aufnahme des ABS-Sensors 20 aufweist, so dass das ABS-Signal radial abgenommen wird. Hierbei beruht die Einstellung des ABS-Sensors 20 auf den eingeschränkten Fertigungstoleranzen; Einstellarbeiten am ABS-Sensor 20 sind erfindungsgemäß nicht notwendig.
• Gemäß der Erfindung sind die vorgesehene Topfbremsscheibe 21 und der Radträger 22 vorzugsweise mittels Sechskantschrauben 23 am Nabenflansch 14 befestigt. Wie in 1 gezeigt, kann der Radträger 22 an der Bremsschreibe 21 durch einen Bund 24 innen bzw. außen zentriert werden, wobei die Bremsscheibe 21 am Nabenflansch 14 außen zentriert ist. Die Zentrierung der Bremsscheibe 21 kann wahlweise auch durch einen Bund am Innendurchmesser 25 der Bremsscheibe 21 erfolgen. Zudem weisen Bremsscheibe 21 und Radträger 22 im Rotationsbereich eine Öffnung 26 für die Luftzufuhr zu den Kühlkanälen 16 auf.
• Gegenstand der 2 ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Nabenlagerung, welche ein Antreiben des Radkopfes über eine Gelenkwelle ermöglicht. Zu diesem Zweck wird die in der Ausführungsform gemäß 1 enthaltene Scheibe 17 zur axialen Sicherung des Nabenflansches 14 durch einen Antriebsflansch 27 ersetzt, wobei der Antriebsflansch 27 und der Nabenflansch 14 ein Profil 28 zur Drehmomentübertragung aufweisen, welches vorzugsweise spielfrei ausgeführt ist. Zu diesem Zweck weist der Antriebsflansch 27 ein konisches Wellenprofil auf.
• Im Rahmen dieser Ausführungsform erfolgt die axiale Sicherung des Lagers 1 und des Antriebsflansches 27 über eine Scheibe 29 und Befestigungsmittel, vorzugsweise Sechskantschrauben 30. Alternativ dazu kann der Antriebsflansch 27 an dem dem Radträger 22 zugewandten Ende mit einem Gewinde versehen werden, so dass die axiale Sicherung mit Nutmuttern oder Klemmmuttern erfolgen kann.
• Ein weiterer Unterschied zur Ausführungsform nach 1 besteht in der Erzeugung des ABS-Signals. Hierbei weist der Antriebsflansch 27 eine Radialverzahnung 31 zur ABS-Signalerzeugung auf, welche auch durch ein aufgepresstes Blechteil ersetzt werden kann. Gemäß der Erfindung wird das ABS-Signal über einen Axialsensor 32 radial abgenommen. In 2 ist auch der Übergang vom Antriebsflansch 27 zum Achsschenkel 2 dargestellt, der vorzugsweise als Labyrinth 33 ausgeführt ist.
• Im Rahmen einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Lagerung kann das Nabenprofil im Antriebsflansch 34 vorgesehen sein, wobei in diesem Fall das Wellenprofil im Nabenträger 35 vorgesehen ist. Diese Ausgestaltung ist Gegenstand der 3; die weiteren Bauteile sowie deren Anordnung entsprechen der in 2 gezeigten Konstruktion.
• Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird die Verwendung eines Achsschenkels aus einem Gusswerkstoff ermöglicht, was in einer signifikantren Kostenreduzierung resultiert. Zudem wird in vorteilhafter Weise ein Antreiben des Radkopfes über eine Gelenkwelle und einen Achstrieb ermöglicht.
• Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Bauteile der erfindungsgemäßen Nabenlagerung an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion der Lagerung, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.

1

Lagereinheit, Lager

2

Achsschenkel

14

Nabenflansch

16

Kühlkanal

17

Scheibe

18

Sechskantschraube

19

Gussdeckel, Blech

20

ABS-Sensor

21

Bremsscheibe

22

Radträger

23

Sechskantschraube

24

Bund

25

Innendurchmesser der Bremsscheibe

26

Öffnung

27

Antriebsflansch

28

Profil

29

Scheibe

30

Sechskantschraube

31

Radialverzahnung

32

Axialsensor

33

Labyrinth

34

Antriebsflansch

35

Nabenträger

Claims (23)

1. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug, umfassend eine Kompaktlagereinheit und einen Nabenflansch, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrungsdurchmesser der Lagereinheit (1) derart gewählt ist, dass der Achsschenkel (2) der Radachse aus einem Gusswerkstoff herstellbar ist.
2. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lagereinheit (1) eine voreingestellte Kompaktlagereinheit vorgesehen ist, deren Lageraußenringe stehend im Achsschenkel (2) verbaut sind.
3. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenflansch (14) in der Lagerbohrung angeordnet und mit Umfangslast beaufschlagbar ist.
4. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (21) und der Radträger (22) am Nabenflansch (14) befestigt sind.
5. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der Bremsscheibe (21) und des Radträgers (22) am Nabenflansch (14) Sechskantschrauben (23) vorgesehen sind.
6. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radträger (22) an der Bremsschreibe (21) durch einen Bund (24) innen bzw. außen zentriert ist.
7. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (21) am Nabenflansch (14) außen zentriert ist.
8. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (21) am Nabenflansch (14) durch einen Bund am Innendurchmesser (25) der Bremsscheibe (21) zentriert ist.
9. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenflansch (14) an der Stirnseite zur Bremsscheibe (21) Kühlkanäle (16) aufweist.
10. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (21) und der Radträger (22) im Rotationsbereich eine Öffnung (26) für die Luftzufuhr zu den Kühlkanälen (16) aufweisen.
11. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Sicherung des Nabenflansches (14) Nutmuttern bzw. eine Scheibe (17) und geeignete Befestigungselemente vorgesehen sind, wobei die Scheibe (17) radial eine Verzahnung für die ABS-Signalerzeugung aufweist und wobei die Scheibe (17) in der Lagereinheit (1) zentriert angeordnet ist, so dass der für die ABS-Signalerzeugung notwendige Rundlauf gewährleistet ist.
12. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungselemente zur Sicherung des Nabenflansches (14) Sechskantschrauben (18) vorgesehen sind.
13. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (1) an der dem Radträger (22) abgewandten Seite mit einem Blech oder Gussdeckel (19) verschlossen ist, wobei der Deckel (19) eine axiale Bohrung zur Aufnahme des ABS-Sensors (20) aufweist.
14. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Radträger (22) abgewandten Seite ein Antriebsflansch (27, 34) vorgesehen ist, der mit dem Nabenflansch (14) zur Drehmomentübertragung in Eingriff steht.
15. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsflansch (27, 34) und der Nabenflansch (14) ein Profil (28) zur Drehmomentübertragung aufweisen, welches spielfrei ausgeführt ist.
16. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsflansch (27) ein konisches Wellenprofil aufweist.
17. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenträger (35) ein konisches Wellenprofil aufweist.
18. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Sicherung der Lagereinheit (1) und des Antriebsflansches (27, 34) über eine Scheibe (29) und Befestigungsmittel (30) erfolgt.
19. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel Sechskantschrauben (30) vorgesehen sind.
20. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsflansch (27, 34) an dem dem Radträger (22) zugewandten Ende mit einem Gewinde versehen ist, so dass die axiale Sicherung der Lagereinheit (1) und des Antriebsflansches (27, 34) mit Nutmuttern oder Klemmmuttern erfolgt.
21. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsflansch (27, 34) eine Radialverzahnung (31) zur ABS-Signalerzeugung aufweist, wobei das ABS-Signal über einen Axialsensor (32) radial abgenommen wird.
22. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialverzahnung (31) zur ABS-Signalerzeugung durch ein aufgepresstes Blechteil ersetzbar ist.
23. Radnabenlagerung für ein Nutzkraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang vom Antriebsflansch (27, 34) zum Achsschenkel (2) als Labyrinth (33) ausgeführt ist.