DE102005043091A1 - Radlageranordnung mit einer Luftleitvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radlageranordnung, die ein Radlager (1) und eine Luftleitvorrichtung für einen Reifen aufweist, der auf der Radlageranordnung montiert ist, wobei die Luftleitvorrichtung eine stationäre Leitung (3) und eine rotierbare Leitung (2) aufweist, die einen Auslass zum Reifen und einen Übergangsbereich für den Übergang von Luft zwischen der rotierbaren Leitung (2) und der stationären Leitung (3) hat. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Übergangsbereich vom Radlager (1) getrennt angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Radlageranordnung, die ein Radlager und eine Luftleitvorrichtung für einen Reifen aufweist, der auf der Radlageranordnung montiert ist.
  • Radlageranordnungen mit einem Radlager und einer Luftleitvorrichtung für einen Reifen, der auf der Radlageranordnung montiert ist, sind bekannt und werden in Fahrzeugen, wie Autos und Lastkraftwagen, eingesetzt. Die Luftleitvorrichtung enthält eine rotierbare oder drehbare Leitung, um eine Verbindung zum Reifen herzustellen, sowie eine stationäre Leitung. Die stationäre Leitung ist normalerweise mit einer Luftversorgung und/oder mit einem Luftdruck-Kontrollsystem verbunden. Bekannte Luftleitvorrichtungen durchsetzen das Radlager bzw. zwei Lager, die zusammen das Radlager bilden. Alternativ hierzu kann ein zusätzlicher stationärer Ring mit einer Bohrung eingesetzt werden, um die Druckluft passieren zu lassen. Dies hat den Nachteil, dass das Teil, das das Radlager durchsetzt, auch abgedichtet werden muss. Insbesondere in großen Fahrzeugen, wie Bussen und Lastkraftwagen, hat das Radlager eine erhebliche Größe, so dass auch die Dichtung entsprechend große Abmessungen hat. Diese großen Abmessungen sind als solche ein Hindernis für eine effektive Dichtung. Ferner benötigen derartige Fahrzeuge Reifendruck-Kontrollsysteme für Druck in einer Größenordnung bis zu 10 bar, was effektives Dichten schwierig macht, insbesondere in Verbindung mit großen Abmessungen. Weiterhin ist zu beachten, dass, falls eine solche Dichtung ausfällt, die Konsequenzen nicht auf den Reifendruck beschränkt sind, sondern in einem solchen Falle auch die Lagerdichtung und Fett aus dem Lager ausgeblasen werden kann, was unweigerlich zum Ausfall des Radlagers führt.
  • Zusätzlich gilt, dass Radlager in vielen Fällen mit Presspassung auf einer Welle montiert sind. Bei diesen Kontaktverhältnissen zwischen Innenring und Welle kann infolge der großen Last auf das Lager Kriechen stattfinden. Dies kann dazu führen, dass sich der Innenring etwas über die Welle dreht, was nachteilig für einen Teil der Luftleitvorrichtung an dieser Stelle ist.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Radlageranordnung mit einer Luftleitvorrichtung für Reifen vorzuschlagen, die auf der Radlageranordnung montiert sind, die die genannten Nachteile eliminiert, zumindest in nennenswerter Weise reduziert.
  • Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist bei einer Radlageranordnung, die ein Radlager und eine Luftleitvorrichtung für einen Reifen aufweist, der auf der Radlageranordnung montiert ist, wobei die Luftleitvorrichtung eine stationäre Leitung und eine rotierbare Leitung aufweist, die einen Auslass zum Reifen und einen Übergangsbereich für den Übergang von Luft zwischen der rotierbaren Leitung und der stationären Leitung hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich vom Radlager getrennt angeordnet ist. Dies macht es möglich, den Übergangsbereich in einer solchen Weise zu dimensionieren, dass er in einfacher Weise abgedichtet werden kann, auch beim Vorliegen eines relativ hohen Luftdrucks.
  • Radlageranordnungen können auch ein Kopplungselement zur Leistungs- und/oder Datenübertragung aufweisen, um Leistung von einem stationären Teil zu einem rotierenden Teil zu übertragen, z. B. Sensoren wie Reifendruck-Sensoren, Kraft- und Temperatursensoren usw., und zur Übertragung von gemessenen Daten zur weiteren Auswertung von sich drehenden Sensoren zu den sich nicht drehenden Teilen der Radlageranordnung. Demnach hat ein Kopplungselement zur Leistungs- und/oder Datenübertragung ein rotierendes und ein stationäres Teil. Die Effektivität eines solchen Kopplungselements zur Leistungs- und/oder Datenübertragung ist direkt proportional zur Laufgenauigkeit des sich drehenden Teils relativ zum stationären Teil. Daher haben Kopplungselemente zur Leistungs- und/oder Datenübertragung einen hohen Standard bezüglich der Laufgenauigkeit zu erfüllen. Dies ist gleichermaßen eine Anforderung an eine effektive Dichtung. Daher ist es vorteilhaft, wenn der Übergangsbereich der Luftleitvorrichtung an dem Kopplungselement zur Leistungs- und Datenübertragung angeordnet ist.
  • Da auch ein Radlager einen hohen Standard hinsichtlich der Laufgenauigkeit erfüllt, ist es vorteilhaft, die oben beschriebene Konzeption so auszuführen, dass das Kopplungselement zur Leistungs- und Datenübertragung an dem Radlager montierbar ist oder dass das Kopplungselement zur Leistungs- und Datenübertragung in das Radlager integriert ist.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die stationäre Leitung der Luftleitvorrichtung sowie der Übergangsbereich und möglicherweise auch das Kopplungselement zur Leistungs- und Datenübertragung ein zusammengefügtes Element bilden, das an der Radlageranordnung als Einheit montiert ist. In diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn der Übergangsbereich der Luftleitvorrichtung ein Lager aufweist. Dadurch wird es möglich, das stationäre und das rotierbare Teil in einer Einheit, statt in zweien, zu integrieren, so dass ein kleiner Spalt zwischen dem nicht-kontaktierenden, sich drehenden und dem stationären Teil genau eingehalten werden kann. Diese Einheit kann dann als ganzes an der Radlageranordnung montiert werden. Das Lager kann geeignete kleine Abmessungen haben, um eine Einfügung effektiver Dichtungen zu ermöglichen, die an dem kleinen Durchmesser anlaufen. Die Luftleitvorrichtung, die ein solches Lager enthält, kann gegebenenfalls mit einem Kopplungselement zur Leistungs- und Datenübertragung kombiniert oder in ein solches integriert werden.
  • Jedoch ist die Integration eines Lagers in die Luftleitvorrichtung nicht nur vorteilhaft im Falle einer separat montierbaren Einheit. Es kann genauso vorteilhaft sein, die hohe Laufgenauigkeit des Lagers zu nutzen und ein Lager mit hinreichend kleinen Abmessungen einzusetzen, um eine effektive Dichtung bei geringen Kosten zu erreichen.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform hat die Radlageranordnung eine zentrale axiale Bohrung, wobei die rotierbare Leitung in einer Ausnehmung in der Bohrung eingebettet ist. Dies ermöglicht, dass der Übergangsbereich und – falls anwendbar – auch das Kopplungselement zur Leistungs- und Datenübertragung weiter innerhalb liegt, wo mehr Bauraum verfügbar ist. Daher ist dies eine einfache und effektive Konzeption, die relativ einfach zu verwirklichen und daher kostengünstig ist. Eine weitere Ausnehmung kann vorgesehen werden, um elektrische Drähte zwischen den Sensoren und dem Kopplungselement zur Leistungs- und Datenübertragung passieren zu lassen.
  • In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bohrung eine Antriebswelle aufnimmt. In dieser Ausführungsform ist die Antriebswelle an die Radlageranordnung mittels einer Keilverzahnung angekoppelt, wobei die Ausnehmung in einem der Teile der Keilverzahnung angeordnet ist. Es sei jedoch erwähnt, dass die Antriebswelle auch durch andere Mittel an der Radlageranordnung befestigt sein kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausnehmung flach ausgebildet ist und dass die rotierbare Leitung abgeflacht ist, so dass sie in die flache Ausnehmung passt. Diese abgeflachte Ausnehmung und die abgeflachte rotierbare Leitung ermöglicht eine maximale radiale Steifigkeit der Radlageranordnung am Ort der Ausnehmung.
    •
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung weiter beschrieben.
  • 1a und 1b zeigen eine Radlageranordnung mit einer Luftleitvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
  • 2a und 2b zeigen eine Radlageranordnung mit einer Luftleitvorrichtung gemäß einer zweiten, modular aufgebauten Ausführungsform der Erfindung,
  • 3 zeigt eine Radlageranordnung mit einer Luftleitvorrichtung, ähnlich derjenigen gemäß 2, jedoch mit einer Antriebswelle, und
  • 4 zeigt eine Radlageranordnung mit einer Luftleitung, eingebettet in eine Keilverzahnung.
  • In allen Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt eine Radlageranordnung mit einem Radlager 1 und mit einer Luftleitvorrichtung mit einem rotierbaren Teil 2, das mit einem Reifen (nicht dargestellt) verbunden ist, und mit einem stationären Teil 3. Die Radlageranordnung gemäß dieser Ausführungsform ist typisch für eine Radlageranordnung eines Lastkraftwagens mit sich drehendem Außenring.
  • Die 1a und 1b zeigen Radlageranordnungen mit einer Luftleitvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die ein Radlager 1 mit sich drehendem Innenring aufweisen. 1a zeigt eine Radlageranordnung, die typischerweise beispielsweise für Vorderräder von Lastkraftwagen verwendet wird, während 1b eine Radlageranordnung zeigt, die typischerweise beispielsweise bei Hinterrädern von Lastkraftwagen eingesetzt wird. Beide Figuren zeigen eine Luftleitvorrichtung mit einer rotierbaren Leitung 2, die mit dem Reifen (nicht dargestellt) verbunden ist, sowie eine stationäre Leitung 3. Der Übergangsbereich zwischen der rotierbaren Leitung 2 und der stationären Leitung 3 der Luftleitvorrichtung enthält ein kleines Rillenkugellager 4, um eine passende Dichtung unterzubringen. Nun kann Luft beispielsweise von einer Luftversorgung im Fahrzeug über die Leitungen 2 und 3 zum Reifen transportiert werden. Die Luftleitvorrichtung durchsetzt nicht das Radlager 1 und vermeidet daher Dichtungsprobleme in dieser sicherheitskritischen Komponente. Der Übertragungsbereich zwischen der rotierbaren Leitung 2 und der stationären Leitung 3 ist mit einem Kopplungselement zur Leistungs- und Datenübertragung verbunden.
  • Die 2a und 2b zeigen eine Radlageranordnung mit einer Luftleitvorrichtung in einer zweiten, modular aufgebauten Ausführungsform der Erfindung. Prinzipiell ist die Ausführung der Erfindung gemäß der 2a und 2b ähnlich derjenigen gemäß der 1a und 1b. Allerdings ist das Kopplungselement 5 zur Leistungs- und Datenübertragung und der Übergangsbereich zwischen der rotierbaren Leitung 2 und der stationären Leitung 3 der Luftleitvorrichtung nach der Erfindung kombiniert in einer separaten Einheit 6 ausgeführt. 2a zeigt die Radlageranordnung und die Einheit 6 separiert, während 2b die Einheit 6 an der Radlagereinheit montiert zeigt. Zusätzlich zu Vorteilen bei der Herstellung und der Montage hat dieses modulare Konzept weitere Vorteile bei der Wartung der Radlageranordnung und des Bremssystems. Diese Teile können entfernt werden, ohne das Kopplungselement zur Leistungs- und Datenübertragung und den Übergangsbereich der Luftleitvorrichtung demontieren und wieder montieren zu müssen.
  • Zwischen den gepaarten Oberflächen der Einheit 6 und der Radlageranordnung ist ein Gummielement angeordnet. Dieses Element sichert eine luftdichte Verbindung und hält auch Kontaminationen wie Öl und Schmutz von dem Lager 4 und dem Kopplungselement zur Leistungs- und Datenübertragung fern.
  • 3 zeigt eine Radlageranordnung mit einer Luftleitvorrichtung, ähnlich derjenigen gemäß 1, allerdings mit einer Antriebswelle 7. Die Antriebswelle 7 hat an einem Ende einen Flansch, der mit der Radlageranordnung mittels Bolzen bzw. Schrauben 8 verbunden ist.
  • Die Radlageranordnung gemäß 2 hat eine Antriebswelle 7, die mit der Radlageranordnung mittels einer Keilverzahnung verbunden ist. 4 zeigt eine Vorderansicht mit dem Zentralteil in Schnittdarstellung rechtwinklig zur Antriebswelle. Hier ist eine Keilverzahnung sichtbar. Es kann ferner gesehen werden, dass die rotierbare Leitung 2 in einer Ausnehmung 9 in einem Teil der Keilverzahnung eingebettet ist. Insbesondere dort, wo die Leitung 2 den Ort des Radlagers 1 durchsetzt, ist die Ausnehmung 9 flach ausgebildet and die rotierbare Leitung 2 ist entsprechend abgeflacht, um eine maximale Steifigkeit des Materials an diesem Ort zu erreichen. Eine weitere Ausnehmung 10 ist für Sensorkabel 11 vorgesehen und führt zu dem Kopplungselement zur Leistungs- und Datenübertragung (in 4 nicht zu sehen).
  • Obwohl einige Ausführungsformen der Luftleitvorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben wurden, sollte es klar sein, dass die Luftleitvorrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise mit vielen verschiedenen Typen einreihiger oder zweireihiger Radlager und Lagereinheiten, wie Schrägkugellager und verschiedenen Arten von Wälzlagern bzw. Kombinationen von diesen, kombiniert werden kann, wobei ein sich drehender Innenring oder ein sich drehender Außenring vorgesehen werden kann, wobei ferner angetriebene Räder oder nichtangetriebene Räder vorgesehen werden können.

Claims (11)

  1. Radlageranordnung, die ein Radlager (1) und eine Luftleitvorrichtung für einen Reifen aufweist, der auf der Radlageranordnung montiert ist, wobei die Luftleitvorrichtung eine stationäre Leitung (3) und eine rotierbare Leitung (2) aufweist, die einen Auslass zum Reifen und einen Übergangsbereich für den Übergang von Luft zwischen der rotierbaren Leitung (2) und der stationären Leitung (3) hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich vom Radlager (1) getrennt angeordnet ist.
  2. Radlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radlageranordnung ein Kopplungselement (5) zur Leistungs- und/oder Datenübertragung aufweist und dass der Übergangsbereich an dem Kopplungselement (5) zur Leistungs- und Datenübertragung angeordnet ist.
  3. Radlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich an dem Radlager (1) angeordnet bzw. befestigt ist.
  4. Radlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich der Luftleitvorrichtung ein Lager (4) aufweist.
  5. Radlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich Teil einer Einheit (6) ist, die an dem Radlager (1) montierbar ist.
  6. Radlageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung ein Gummielement aufweist, das zwischen der Einheit (6) und dem Radlager (1) angeordnet ist.
  7. Radlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Radlageranordnung eine zentrale axiale Bohrung aufweist, wobei die rotierbare Leitung (2) in einer Ausnehmung (9) in der Bohrung eingebettet ist.
  8. Radlageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung an eine Antriebswelle (7) angepasst ist, die einen Flansch aufweist, der mittels Bolzen oder Schrauben (8) mit der Radlageranordnung gekoppelt ist.
  9. Radlageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung an eine Antriebswelle (7) angepasst ist, wobei die Antriebswelle (7) mittels einer Keilverzahnung an die Radlageranordnung gekoppelt ist und wobei die Ausnehmung (9) in einem der Teile der Keilverzahnung angeordnet ist.
  10. Radlageranordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (9) flach ausgebildet ist und dass die rotierbare Leitung (2) abgeflacht ist, so dass sie in die flache Ausnehmung passt.
  11. Radlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung Teil eines Reifendruck-Kontrollsystems ist.
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