DE102010051647A1 - Wheel bearing arrangement for motor car, has bearing race flange radially and inwardly extended between wheel carrier unit and constant velocity joint from bearing race such that carrier unit and joint are connected in torque-proof manner - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlageranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a wheel bearing assembly according to the preamble of claim 1.
Derartige Radlageranordnungen finden vorzugsweise in Kraftfahrzeugen Verwendung. Die
An der aus der
Die
Aus der
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstigere und wartungsfreundlichere Radlageranordnung bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere das Risiko eines vorzeitigen Lagerschadens verringert.It is therefore the object of the present invention to provide a less expensive and easier to maintain wheel bearing assembly, which overcomes the disadvantages of the prior art and in particular reduces the risk of premature bearing damage.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Radlageranordnung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und/oder lassen sich der Beschreibung und/oder den Figuren entnehmen.This object is achieved by a wheel bearing assembly with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims and / or can be found in the description and / or the figures.
Die erfindungsgemäße Radlageranordnung weist dabei eine Radlagereinheit, eine Radträgereinheit und ein Gleichlaufgelenk auf, wobei die Radlagereinheit einen Lagerlaufring und Wälzkörper aufweist und sich am Lagerlaufring eine Lauffläche für die Wälzkörper erstreckt. Erfindungsgemäß erstreckt sich ein Lagerlaufringflansch vom Lagerlaufring radial nach innen zwischen der Radträgereinheit und dem Gleichlaufgelenk, wobei der Lagerlaufringflansch eine drehmomentschlüssige Verbindung zwischen der Radträgereinheit und dem Gleichlaufgelenk vermittelt.The wheel bearing assembly according to the invention in this case has a wheel bearing unit, a wheel carrier unit and a constant velocity joint, wherein the wheel bearing unit has a bearing race and rolling elements and extends to the bearing race a tread for the rolling elements. According to the invention, a bearing race flange extends from the bearing race radially inward between the wheel carrier unit and the constant velocity joint, wherein the Lagerlaufringflansch provides a torque-locking connection between the Radträgereinheit and the constant velocity joint.
Als „Lagerlaufring” ist hierin ein drehbar gelagerter Lagerring zu verstehen. Um ein möglichst geringes Trägheitsmoment zu erhalten, entspricht der Lagerlaufring vorzugsweise einem Lagerinnenring des Radlagers.As a "bearing race" is here to understand a rotatably mounted bearing ring. In order to obtain the lowest possible moment of inertia, the bearing race preferably corresponds to a bearing inner ring of the wheel bearing.
Die erfindungsgemäße Lösung hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik. Zum einen liegt die Lauffläche für die Wälzkörper der Radlagereinheit nicht an der Radträgereinheit oder am Gleichlaufgelenk. Daher muss beispielsweise bei einem Radlagerschaden nur der Lagerlaufring mit Lagerlaufringflansch ausgetauscht werden und nicht die ganze Radträgereinheit bzw. das ganze Gleichlaufgelenk. Zum anderen übt die Drehmomentübertragung vom Gleichlaufgelenk auf die Radträgereinheit keinen direkten Einfluss auf die Lauffläche für die Wälzkörper der Radlagereinheit aus. Durch den sich vom Lagerlaufring radial nach innen erstreckenden Lagerlaufringflansch wird dabei verhindert, dass sich Materialverzerrungen am Gleichlaufgelenk oder der Radträgereinheit negativ auf die Lauffläche für die Wälzkörper der Radlagereinheit auswirken. Ein Radträgerflansch der Radträgereinheit kann daher zum Beispiel als geschmiedetes Teil aus kostengünstigem Stahl mit geringer Festigkeit wie etwa C45 nach
Vorzugsweise ist der Lagerlaufring mit dem Lagerlaufringflansch einstückig ausgebildet. Da sich, wie oben beschrieben, durch die Drehmomentübertragung hervorgerufene Materialverzerrungen am Gleichlaufgelenk und/oder der Radträgereinheit nicht negativ auf die Lauffläche für die Wälzkörper der Radlagereinheit auswirken, muss auch der Lagerlaufring nicht aus kostenintensivem Wälzlagerstahl sein. Dies hat den Vorteil, dass der Lagerlaufring kostengünstig und schnell in einem Tiefziehverfahren nach
Vorzugsweise verläuft die Lauffläche für die Wälzkörper außenseitig am Lagerlaufring. Dadurch ist der Lagerlaufring möglichst klein mit möglichst geringem Trägheitsmoment.Preferably, the running surface for the rolling elements runs on the outside of the bearing race. As a result, the bearing race is as small as possible with the lowest possible moment of inertia.
Es ist vorteilhaft, wenn der Lagerlaufringflansch auf der radseitigen Stirnseite und/oder auf der fahrzeugseitigen Stirnseite eine Stirnverzahnung aufweist, die formschlüssig in eine korrespondierende Stirnverzahnung an der Radträgereinheit bzw. dem Gleichlaufgelenk greift. Dadurch wird zum einen die drehmomentschlüssige Verbindung zwischen der Radträgereinheit und dem Gleichlaufgelenk besser vermittelt und ein Verdrehen der Radträgereinheit und des Gleichlaufgelenks gegeneinander unmöglich. Zum anderen wird mit der Stirnverzahnung zugleich eine geführte Zentrierung für eine einfachere Montage bereitgestellt, sodass die Radlagereinheit, die Radträgereinheit und das Gleichlaufgelenk immer koaxial zueinander angeordnet sind.It is advantageous if the Lagerlaufringflansch on the wheel-side end face and / or on the vehicle-side end side has a spur toothing, which engages positively in a corresponding spur toothing on the Radträgereinheit or the constant velocity joint. As a result, on the one hand better communicates the torque-locking connection between the wheel carrier unit and the constant velocity joint and a rotation of the wheel carrier unit and the constant velocity joint against each other impossible. On the other hand, with the front toothing at the same time provided a guided centering for easier installation, so that the wheel bearing unit, the wheel carrier unit and the constant velocity joint are always arranged coaxially to each other.
Alternativ dazu kann der Lagerlaufringflansch auch eine oder zwei glatte Stirnflächen aufweisen. Um dabei die drehmomentschlüssige Verbindung zwischen der Radträgereinheit und dem Gleichlaufgelenk besser vermitteln zu können, kann zwischen dem Lagerlaufringflansch und der Radträgereinheit ein radseitiger Funktionsflansch angeordnet sein, der auf seiner radseitigen Stirnseite eine Stirnverzahnung aufweist, die formschlüssig in eine korrespondierende Stirnverzahnung an der Radträgereinheit greift. Außerdem kann zwischen dem Lagerlaufringflansch und dem Gleichlaufgelenk ein fahrzeugseitiger Funktionsflansch angeordnet sein, der auf seiner fahrzeugseitigen Stirnseite eine Stirnverzahnung aufweist, die formschlüssig in eine korrespondierende Stirnverzahnung an dem Gleichlaufgelenk greift. Die Funktionsflansche können dabei jeweils einen radial innen vom Lagerlaufringflansch angeordneten Übertragungsabschnitt aufweisen, wobei die Übertragungsabschnitte der Funktionsflansche mittels Übertragungsnocken und entsprechender Ausnehmungen drehmomentschlüssig ineinander greifen. Dies hat den Vorteil, dass der vorzugsweise tiefgezogene Lagerlaufringflansch nicht nachträglich mit einer aufwändigen Plankerbverzahnung versehen werden muss, sondern die Stirnverzahnung bereits beim Sintern oder beim Feingießen der Funktionsflansche in die Funktionsflansche eingeformt werden kann.Alternatively, the Lagerlaufringflansch may also have one or two smooth faces. In order to better convey the torque-locking connection between the wheel carrier unit and the constant velocity joint, a wheel-side functional flange can be arranged between the bearing race flange and the wheel carrier unit, which has spur toothing on its wheel-side end which engages positively in a corresponding spur toothing on the wheel carrier unit. In addition, a vehicle-side functional flange can be arranged between the Lagerlaufringflansch and the constant velocity joint, which has a front toothing on its vehicle-side end, which engages positively in a corresponding spur toothing on the constant velocity joint. The functional flanges can each have a radially inwardly arranged from Lagerlaufringflansch transmission section, wherein the transmission sections of the functional flanges by means of transmission cams and corresponding recesses engage in torque-locking manner. This has the advantage that the preferably deep-drawn Lagerlaufringflansch must not be subsequently provided with an elaborate Plankerbverzahnung, but the spur gear teeth can already be formed during sintering or investment casting of functional flanges in the Funktionsflansche.
Um sich eine aufwändige Plankerbverzahnung am Lagerlaufringflansch, an der Radträgereinheit und am Gleichlaufgelenk sparen zu können, kann außerdem bei geringeren Motorleistungen bzw. Antriebsmomenten die durch den Lagerlaufringflansch vermittelte drehmomentschlüssige Verbindung zwischen der Radträgereinheit und dem Gleichlaufgelenk mittels sich axial durch den Lagerlaufringflansch erstreckender Passstifte unterstützt werden.In order to save a complex Plankerbahnahnung on Lagerlaufringflansch, the wheel carrier unit and the constant velocity joint, can also be supported by the Lagerlaufringflansch mediated torque-lock connection between the Radträgereinheit and the constant velocity joint by means of axially extending through the Lagerlaufringflansch dowel pins at lower engine performance and drive torques.
Vorzugsweise wird die durch den Lagerlaufringflansch vermittelte drehmomentschlüssige Verbindung zwischen der Radträgereinheit und dem Gleichlaufgelenk mittels einer axial verlaufenden Verschraubung sichergestellt. Hier ist eine Mehrfachverschraubung von Vorteil, um eine möglichst homogene Druckbelastung um die Lagerachse herum zu erreichen. Durch eine Mehrfachverschraubung wird zudem die Sicherheit der Verschraubung erhöht, da bei unerwünschtem Lösen einer Schraube die übrigen Schrauben noch eine drehmomentschlüssige Verbindung sicherstellen können. Vorzugsweise erstrecken sich die Schrauben der Verschraubung von der Radträgereinheit durch den Lagerlaufringflansch in das Gleichlaufgelenk und halten die Radträgereinheit und das Gleichlaufgelenk mit dem dazwischen liegenden Lagerlaufringflansch zusammen.Preferably, the mediated by the Lagerlaufringflansch torque-locking connection between the wheel carrier unit and the constant velocity joint is ensured by means of an axially extending screw. Here is a Mehrfachverschraubung advantageous to achieve the most homogeneous pressure load around the bearing axis around. A multiple screw connection also increases the safety of the screw connection, since the remaining screws can still ensure a torque-locking connection if the screw is loosened undesirably. Preferably, the bolts of the bolting from the wheel carrier unit extend through the bearing race flange into the constant velocity joint and hold the wheel carrier unit and the constant velocity joint together with the bearing race flange therebetween.
Die Erfindung erlaubt es zudem, dass die Radträgereinheit vorzugsweise einen tiefgezogenen Radträgerflansch und einen tiefgezogenen Radzentrierflansch aufweist, wobei der Radzentrierflansch radseitig fest mit dem Radträgerflansch verbunden ist. Die tiefgezogenen Komponenten sind kostengünstiger und schneller bereitzustellen als aufwändig zu behandelnde Komponenten aus Wälzlagerstahl. Beispielsweise kann der Radträgerflansch aus C35M nach
Ebenso ist es von Vorteil, wenn das Gleichlaufgelenk eine tiefgezogene Gleichlaufglocke aufweist, da es die Erfindung erlaubt, die Lauffläche für die Wälzkörper der Radlagereinheit nicht an der Gleichlaufglocke vorzusehen. Dabei kann die Gleichlaufglocke beispielsweise aus C80M-Stahl nach
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Radlageranordnung ferner ein Gelenkwellenrohr auf, das fahrzeugseitig drehmomentschlüssig mit dem Gleichlaufgelenk verbunden ist. Das Gelenkwellenrohr weist dabei vorzugsweise mindestens eine gewickelte und Kunststoff enthaltende Materialbahn auf. Mit einem gewickelten Gelenkwellenrohr können höhere Drehmomente übertragen werden, da die Torsionssteifigkeit eines gewickelten Gelenkwellenrohrs höher ausgestaltet werden kann. Vorzugsweise ist dabei die mindestens eine Materialbahn auf einem Kunststoff enthaltenden Innenrohr gewickelt. Das Innenrohr kann beispielweise extrudiert sein und ermöglicht ein einfacheres und festeres Wickeln des Gelenkwellenrohrs, um eine möglichst hohe Torsionssteifigkeit zu erreichen.In a preferred embodiment of the invention, the wheel bearing assembly further comprises a propeller shaft tube, the vehicle side torque-locking connected to the constant velocity joint. The propeller shaft tube preferably has at least one wound and plastic-containing material web. With a wound propeller shaft tube higher torques can be transmitted, since the torsional stiffness of a wound PTO shaft tube can be made higher. Preferably, the at least one material web is wound on a plastic-containing inner tube. The inner tube can be extruded, for example, and allows a simpler and harder winding of the propeller shaft tube in order to achieve the highest possible torsional rigidity.
Das Gelenkwellenrohr weist vorzugsweise Kohle- und/oder Glasfasern und einen duroplastischen Kunststoff wie etwa Epoxidharz, Polyesterharz, Polyamid oder Ähnliches auf. Ein Gelenkwellenrohr kann beispielsweise eine Wicklung aus Glasfaserkunststoff (GFK) aufweisen und somit leichter und kostengünstiger ausgestaltet sein als ein Metallrohr.The propeller shaft tube preferably comprises carbon and / or glass fibers and a thermosetting plastic such as epoxy resin, polyester resin, polyamide or the like. A propeller shaft tube, for example, have a winding of fiberglass (GRP) and thus be made lighter and cheaper than a metal tube.
Vorzugsweise weist das Gleichlaufgelenk fahrzeugseitig einen Verbindungsflansch zum Anschluss an eine radseitige Stirnseite des Gelenkwellenrohrs auf, wobei ein Dreh-Schwingungsdämpfungsglied zwischen dem Verbindungsflansch und der radseitigen Stirnseite des Gelenkwellenrohrs angeordnet ist, wobei das Dreh-Schwingungsdämpfungsglied eine drehmomentschlüssige Verbindung zwischen dem Gleichlaufgelenk und dem Gelenkwellenrohr vermittelt. Das Dreh-Schwingungsdämpfungsglied erhöht den Fahrkomfort und erlaubt gleichzeitig eine einfache stirnseitige Montage des Gleichlaufgelenks am Gelenkwellenrohr.Preferably, the constant velocity joint on the vehicle side has a connecting flange for connection to a wheel-side end face of the propeller shaft, wherein a torsional vibration damping member between the connecting flange and the wheel-side end of the propeller shaft is arranged, wherein the rotary vibration attenuator provides a torque-locking connection between the constant velocity joint and the propeller shaft tube. The torsional vibration damping member increases ride comfort and at the same time allows easy frontal mounting of the constant velocity joint on the propeller shaft tube.
Es versteht sich, dass die vorteilhaften Merkmale beliebig miteinander kombinierbar sind und jede beliebige Kombination vorteilhafter Merkmale der Erfindung eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung darstellen kann.It is understood that the advantageous features can be combined with each other as desired and any combination of advantageous features of the invention can represent an advantageous embodiment of the invention.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen. In den Figuren ist im Einzelnen zu erkennen:In the following the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying figures which show preferred embodiments of the invention. The figures show in detail:
In
Die Radlagereinheit
Die Radträgereinheit
Das Gleichlaufgelenk
In allen gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Gleichlaufglocke
Das Gleichlaufgelenk
In der ersten Ausführungsform, die in
Durch die Stirnverzahnungen
In der zweiten Ausführungsform, die in
Die in
Die in
Die in
In der oben gezeigten siebten Ausführungsform weist der Gleichlaufkopf
Die in
Aus den Figuren wird deutlich, dass sich die vorteilhaften Merkmale beliebig miteinander kombinieren lassen und jede beliebige Kombination vorteilhafter Merkmale der Erfindung eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung darstellen kann nicht auf die gezeigten Kombinationen beschränkt ist.It is clear from the figures that the advantageous features can be combined with one another as desired and any combination of advantageous features of the invention representing an advantageous embodiment of the invention can not be restricted to the combinations shown.
Die erfindungsgemäße Radlageranordnung
Die erfindungsgemäße Gelenkanordnung und Gelenkverbindung mit dem Gelenkrohr kann entsprechend abgewandelt auch für Kardangelenkwellen Anwendung finden.The joint arrangement according to the invention and the articulated connection with the jointed tube can accordingly also be used for universal joint shafts.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- RadlageranordnungThe wheel bearing assembly
- 33
- Radlagereinheitwheel bearing unit
- 55
- Radträgereinheitwheel carrier
- 77
- GleichlaufgelenkConstant velocity joint
- 99
- LagerlaufringBearing race
- 1111
- Wälzkörper der RadlagereinheitRolling elements of the wheel bearing unit
- 1313
- Lauffläche des LagerlaufringsRunning surface of the bearing race
- 1515
- LagerlaufringflanschLagerlaufringflansch
- 1717
- LageraußenringBearing outer ring
- 19 19
- Lauffläche des LageraußenringsTread of the bearing outer ring
- 2121
- Radträgerflanschwheel carrier flange
- 2323
- RadzentrierflanschRadzentrierflansch
- 2525
- GleichlaufglockeSynchronization bell
- 2727
- GleichlaufkopfSynchronization head
- 2929
- Wälzkörper des GleichlaufgelenksRolling elements of the constant velocity joint
- 3030
- GelenkwellenrohrPropeller shaft tube
- 3131
- Verschraubungscrew
- 3232
- radseitige Stirnverzahnung am LagerlaufringflanschRadial spur toothing on Lagerlaufringflansch
- 3333
- radseitiger Funktionsflanschwheel-side functional flange
- 3434
- fahrzeugseitige Stirnverzahnung am LagerlaufringflanschOn-board front toothing on Lagerlaufringflansch
- 3535
- fahrzeugseitiger Funktionsflanschvehicle-side functional flange
- 3636
- fahrzeugseitige Stirnverzahnung an der Radträgereinheitvehicle-side spur gear teeth on the wheel carrier unit
- 3737
- Übertragungsabschnitt des radseitigen FunktionsflanschsTransmission section of the wheel side functional flange
- 3838
- radseitige Stirnverzahnung am GleichlaufgelenkRadial spur toothing on the constant velocity joint
- 3939
- Übertragungsabschnitt des fahrzeugseitigen FunktionsflanschsTransmission section of the vehicle-side Funktionsflanschs
- 4141
- Passstiftedowels
- 4444
- Rollbalgbellows
- 4545
- Verbindungsflanschconnecting flange
- 4747
- Dreh-SchwingungsdämpfungsgliedRotational vibration damping member
- 4949
- Innenrohrinner tube
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 1915932 A1 [0002, 0003] DE 1915932 A1 [0002, 0003]
- DE 2543210 C2 [0004, 0004] DE 2543210 C2 [0004, 0004]
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN EN 10027-1 [0010] DIN EN 10027-1 [0010]
- DIN 8584 [0011] DIN 8584 [0011]
- DIN EN 10027-1 [0011] DIN EN 10027-1 [0011]
- DIN EN 10027-1 [0017] DIN EN 10027-1 [0017]
- DIN EN 10027-1 [0018] DIN EN 10027-1 [0018]
- DIN EN 10027-1 [0038] DIN EN 10027-1 [0038]
Claims (15)
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Applications Claiming Priority (1)
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2010
- 2010-11-17 DE DE102010051647A patent/DE102010051647A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130601 |