DE102005003651A1

DE102005003651A1 - Lager-Nabe-Aggregat, das die Einleitung von Druckluft in den Luftreifen eines nicht angetriebenen Rades eines Motorfahrzeugs ermöglicht

Info

Publication number: DE102005003651A1
Application number: DE200510003651
Authority: DE
Inventors: Simona Rivoli Pilone; Andrea Pinerolo Serafini; Marco Brunetti
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: ITTO20040042A1; DE102005003651B4

Abstract

Das Lager-Nabe-Aggregat (10) enthält einen radial außenliegenden drehbaren Ring (30) und einen radial innenliegenden nicht drehbaren Ring (20) mit einem axialen rohrförmigen Bereich (21), der einen mittig angeordneten Hohlraum (27) ausbildet, der auf der axial außenliegenden Seite offen ist. Der innere Ring (20) trägt eine in radialer Richtung verlaufende Wand (28), die sich in radialer Richtung von dem rohrförmigen Bereich (21) nach innen erstreckt und ein Durchgangsbohrung (29) aufweist zur Einleitung von Druckluft in den Hohlraum (27), die aus einer an dem Fahrzeug angebrachten Druckluftquelle kommt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager-Nabe-Aggregat, das die Einleitung von Druckluft in den Luftreifen eines nicht angetriebenen Rades eines Motorfahrzeugs ermöglich.
Bekannt sind Lager-Nabe-Aggregate, die das Einleiten oder Einblasen von Druckluft aus einer am Fahrzeug angebrachten Druckluftquelle in den Luftreifen gestatten, um den Luftdruck in den Luftreifen zu regeln und/oder zu überwachen.

Bei einigen bekannten Lösungen, beispielsweise in der US 5 642 946 und in der EP-A-0 362 921 sind im Außenring und im Innenring des Lagers radial ausgerichtete Bohrungen ausgebildet, um den Durchtritt der Druckluft zum rotierenden Teil des Lager-Nabe-Aggregats zu ermöglichen. Die Herstellung dieser Bohrungen bringt eine konstruktive Komplikation mit sich, die ungünstige Auswirkungen auf die Rollbahnen der Lagerringe haben kann, die aus gehärtetem Stahl bestehen und bei denen die zulässigen Toleranzen bekanntermaßen sehr niedrig sind.

Bei anderen bekannten Lösungen, wie beispielsweise in der US 5 221 381 , wird die Luft dem Rad über eine in der sich drehenden Nabe vorgesehene axiale Bohrung zugeführt.

Bei den beiden oben erwähnten Fällen erfolgt die Drucklufteinleitung in unmittelbarer Nachbarschaft der Wälzkörper des Lager-Nabe-Aggregats, so dass es erforderlich wird, besondere Hochleistungs-Dichtungen einzubauen, um zu verhindern, dass die Druckluft unmittelbar in die inneren Teile des Lagers eindringt, wo das Schmierfett für die Wälzkörper enthalten ist. Diese Dichteinrichtungen sind kostspielig und erzeugen eine beträchtliche Reibung. Außerdem kann der Durchtritt von Druckluft durch das Lager dessen Lebensdauer erheblich verkürzen, falls die vorerwähnten Dichteinrichtungen schadhaft sind oder schadhaft werden. Dazu kommt, dass diese Einrichtungen gewöhnlich in der Nähe der Laufbahnen des Lagers angebracht sind und daher wegen des in diesen Bereichen äußerst knappen verfügbaren Raumes miniaturisiert werden müssen.

In der US 5 584 949 ist eine Vorrichtung zur Lufteinleitung in die Luftreifen über die Radachsen eines Anhängers beschrieben. Ein Gewindering, der eine Dichtschranke für die Luft bildet, ist auf das Achsenende aufgeschraubt.

Angesichts des oben beschriebenen Standes der Technik ist es das Erfindungsziel, das Einleiten von Druckluft über ein Lager-Nabe-Aggregat durch eine feststehende Verbindung zu ermöglichen und dadurch die Probleme zu vermeiden, die mit der Herstellung von Durchgangsbohrungen für die Luft in der Nähe der Laufbahnen des Lagers verbunden sind, und auch die Kosten und Nachteile zu verringern, die besondere Hochleistungs-Dichtungen mit sich bringen.

Dieses Ziel und weitere Ziele und Vorteile, die in der Folge noch besser verständlich werden, werden erfindungsgemäß durch ein Lager-Nabe-Aggregat erreicht, das die in den beigefügten Ansprüchen festgelegten Merkmale aufweist.

Es werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen einige bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:
1 einen axialen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lager-Nabe-Aggregats;
die 2 und 3 zwei axiale Schnitte durch eine zweite und eine dritte Ausführungsform der Erfindung, wo in das Lager-Nabe-Aggregat ein Magnetventil zur Regelung der Drucklufteinleitung integriert ist.
Zunächst bezugnehmend auf 1 ist mit 10 insgesamt ein Lager-Nabe-Aggregat für ein nicht angetriebenes Rad eines Fahrzeugs bezeichnet, das mit einer Einrichtung zur Einleitung von Druckluft in die Luftreifen seiner Räder ausgestattet ist. Das Lager-Nabe-Aggregat 10 enthält einen nicht drehbaren und radial innenliegenden, mit einem Flansch versehenen Ring 20, einen drehbaren und radial außenliegenden, mit einem Flansch versehenen Ring 30 und eine doppelte Serie von Wälzkörpern 40, 41 (in diesem Fall Kugeln), die in radialer Richtung zwischen dem Innenring 20 und dem Außenring 30 eingefügt sind.
Der Außenring 30 trägt einen radialen Flansch 31, der sich in radialer Richtung nach außen erstreckt und axiale Bohrungen 32 für (nicht dargestellte) Bolzenschrauben zur Befestigung an einem Rad und einen rohrförmigen Vorsprung 33 aufweist, der in axialer Richtung nach außen vorsteht. In dem Außenring 30 sind überdies äußere Laufbahnen 34, 35 für die Wälzkörper 40, 41 vorhanden.
Der Innenring 20 trägt einen axialen rohrförmigen Bereich 21 und einen Flansch 22, der sich in radialer Richtung nach außen erstreckt und axiale Bohrungen 23 aufweist für Bolzenschrauben zur Befestigung an einer (nicht dargestellten) Strebe der Radaufhängung des Fahrzeugs. Eine der radial innenliegenden Laufbahnen 24 für die Wälzkörper 41 ist unmittelbar auf der äußeren zylindrischen Oberfläche des rohrförmigen Bereichs 21 ausgebildet, während eine weitere radial innenliegende Laufbahn 25 für die Wälzkörper 40 von einem ringförmigen Teil 26 gebildet wird, das auf den rohrförmigen Bereich 21 aufgezogen wird. Der Endteil dieses Bereichs, der in axialer Richtung über den Ring 26 vorsteht, wird vorzugsweise mittels Rollbiegen radial nach außen gegen die in axialer Richtung außenliegende Fläche 26a des Rings 26 kaltverformt, so dass ein plastisch verformter Rand 21a entsteht. Der durch Verformung gewonnene Rand 21a legt den Ring 26 auf dem feststehenden Ring 20 fest und erzeugt eine in axialer Richtung auf das Lager-Nabe-Aggregat 10 wirkende Vorspannung.
Der rohrförmige Bereich 21 des Innenrings 20 weist in der Mitte einen zylindrischen Hohlraum 27 auf, der auf der in axialer Richtung äußeren Seite offen ist und mit dem Hohlraum 36 in Verbindung steht, der vom Vorsprung 33 des Außenrings 30 gebildet wird. Erfindungsgemäß weist der Innenring 20 eine radiale Wand 28 auf, die sich von dem rohrförmigen Bereich 21 in radialer Richtung nach innen erstreckt und in der eine mittig gelegene Durchgangsbohrung 29 vorgesehen ist. In der Bohrung 29 ist enganliegend ein rohrförmiges Verbindungsstück 50 gelagert, durch das die von einer (nicht dargestellten) in dem Fahrzeug angebrachten Druckluftquelle kommende Druckluft in den zylindrischen Hohlraum 27 des Innenrings 20 und in den Hohlraum 36 des sich drehenden Außenrings 30 gelangt. Der Hohlraum 36 ist nach außen durch einen (in 2 dargestellten) Deckel C verschlossen, mit dem eine Leitung T zur Einleitung der Luft in die Radfelge und schließlich in den Luftreifen verbunden ist.
Das feststehende Verbindungsstück 50 kann in verschiedener Weise mit der Durchgangsbohrung 29 verbunden oder an dieser befestigt sein, beispielsweise durch Eintreiben bzw. Einpressen oder über ein Gewinde. Um die Anbringung des Verbindungsstücks 50 zu erleichtern, ist die radial ausgerichtete Wand 28 vorteilhafterweise zur axial innenliegenden Seite des Aggregats 10 hin angeordnet.
Ebenfalls bezugnehmend auf 1 ist zwischen dem Außenring 30 und dem Innenring 20 auf der axial außenliegenden Seite des Aggregats eine ringförmige Dichtung 60 angeordnet, die das Schmierfett in den inneren Teilen des Lagers zurückzuhalten und zu verhindern vermag, dass die Druckluft vom Hohlraum 36 in das Innere des Lagers eindringt.
In den 2 und 3 sind zwei abweichende Ausführungsformen dargestellt, bei denen ein Magnetventil 70 in das Aggregat 10 integriert ist. In 2 ist das Aggregat 10 mit einem Rad aus Metallblech 80 verbunden. Ein auf den rohrförmigen Vorsprung 33 aufgebrachter Deckel C schließt den Hohlraum 36 hermetisch ab und setzt ihn über eine äußere Leitung T und ein Rückschlagventil V mit dem (nicht dargestellten) Luftreifen in Verbindung. In 3 ist das Aggregat 10 mit einem Rad aus Metalllegierung 81 verbunden, das auf den rohrförmigen Vorsprung 33 aufgebracht ist und den Hohlraum 36 hermetisch abschließt. Das Rad 81 enthält einen Sitz 82 für ein Rückschlagventil und eine Leitung T zur Einleitung der Luft in den (nicht dargestellten) Luftreifen.
Bei beiden 2 und 3 ist das Magnetventil 70 in einer Vertiefung 29a in dem feststehenden Ring 20 auf der in axialer Richtung innenliegenden Seite (oder „Inboard"-Seite) der radial ausgerichteten Wand 28 angebracht. Das Magnetventil 70 ist mit einem rohrförmigen Anschlussstück 50, das mit der an dem Fahrzeug angebrachten (nicht dargestellten) Druckluftquelle verbunden ist, und mit einem elektrischen Anschluß 71 zur Steuerung des Magnetventils versehen, so dass dessen Öffnen und Schließen so gesteuert wird, dass der Reifendruck in Abhängigkeit von den von einem (nicht dargestellten) Druckfühler ermittelten Werten geregelt wird, der mit dem Luftreifen gekoppelt ist und mit einer (nicht dargestellten) elektrischen Steuerungszentrale in Verbindung steht, die an dem Fahrzeug angebracht und mit dem Magnetventil 71 verbunden ist.
Die abweichenden Ausführungsformen der 2 und 3 mit dem in das Lager-Nabe-Aggregat eingebauten Magnetventil ermöglichen es vorteilhafterweise, den Druck im Luftreifen unmittelbar durch ein einziges elektrisch steuerbares und an einem sich nicht drehenden Teil angebrachtes Ventil zu regeln. Dies bietet gegenüber dem Stand der Technik bedeutsame Vorteile in Bezug auf Gewichts- und Kostenreduzierung; der Stand der Technik sieht ein an der Radfelge angebrachtes Ventil vor, das durch ein weiteres, an dem Fahrzeug angebrachtes Steuerungsventil betätigbar ist.
Wie man bemerken wird, umgeht die in den zylindrischen Hohlraum 27 des Innenrings 20 eingeleitete Druckluft die inneren Teile des Lager-Nabe-Aggregats und wird nicht unmittelbar in dem Bereich der Dichtung 60 eingeleitet. Es ist daher erforderlich, nur eine einzige Dichtung einzubauen, die dem Luftdruck standzuhalten vermag. Man wird weiterhin feststellen, dass die Lage dieser Dichtung, die entfernt von dem Bereich des Verbindungsstücks 50 für die Lufteinleitung angeordnet ist, es überdies ermöglicht, eine weniger widerstandsfähige Dichtung als die in der Beschreibungseinleitung erwähnten zu wählen, die somit eine geringere Reibung erzeugt und weniger anfällig für die einleitend erwähnten Störungen ist.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist, die als Beispiele für die Verwirklichung des erfindungsgemäßen Aggregats zu betrachten sind; die Erfindung kann stattdessen Änderungen hinsichtlich der Anordnung von Teilen, der Einzelheiten der Konstruktion und der Funktionsweise erfahren, wie das für die einschlägigen Fachleute klar sein wird.
Das Lager-Nabe-Aggregat enthält einen radial außenliegenden drehbaren Ring und einen radial innenliegenden nicht drehbaren Ring mit einem axialen rohrförmigen Bereich, der einen mittig angeordneten Hohlraum ausbildet, der auf der axial außenliegenden Seite offen ist. Der innere Ring trägt eine in radialer Richtung verlaufende Wand, die sich in radialer Richtung von dem rohrförmigen Bereich nach innen erstreckt und eine Durchgangsöffnung aufweist zur Einleitung von Druckluft in den Hohlraum, die aus einer an dem Fahrzeug angebrachten Druckluftquelle kommt.

Claims

Lager-Nabe-Aggregat (10) für ein nicht angetriebenes Rad eines Motorfahrzeugs, das mit einer Einrichtung zur Einleitung von Druckluft in die Luftreifen seiner Räder ausgestattet ist, wobei das Aggregat (10) enthält – einen radial außenliegenden drehbaren Ring (30), – eine radial innenliegenden, nicht drehbaren Ring (20) mit einem rohrförmigen, sich in axialer Richtung erstreckenden Bereich (21), der einen mittig gelegenen, zu der axial außenliegenden Seite hin offenen Hohlraum (27) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (20) eine radial verlaufende Wand (28) aufweist, die sich von dem rohrförmigen Bereich (21) aus radial nach innen erstreckt und mit einer Durchgangsöffnung, insbesondere Durchgangsbohrung (29), zur Einleitung von aus einer an dem Fahrzeug angebrachten Druckluftquelle kommenden Druckluft in den Hohlraum (27) versehen ist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die radial verlaufende Wand (28) auf der in axialer Richtung innenliegenden Seite des Aggregats (10) befindet.
Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (29) ein feststehendes rohrförmiges Verbindungsstück (50) fest umschließt, das mit einer an dem Fahrzeug angebrachten Druckluftquelle verbindbar ist.
Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mittig angeordnete Hohlraum (27) des Innenrings (20) mit einem Hohlraum (36) in Verbindung steht, der von dem Außenring (30) gebildet wird.
Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine ringförmige Dichtung (60), die das Schmierfett in den inneren Teilen des Lagers zurückzuhalten und zu verhindern vermag, dass die Druckluft von dem Hohlraum (36) in die inneren Teile des Lagers eindringen kann, zwischen dem Außenring (30) und dem Innenring (20) auf der in axialer Richtung außenliegenden Seite des Aggregats angebracht ist.
Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es überdies ein Magnetventil (70) enthält, das auf der in axialer Richtung innenliegenden Seite der radialen Wand (28) angebracht ist.
Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (70) in einer Vertiefung (29a) angebracht ist, die von dem Innenring (20) auf der in axialer Richtung innenliegenden Seite der radialen Wand (28) ausgebildet ist.