DE102012207047B4

DE102012207047B4 - Radlager für ein Nutzkraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012207047B4
Application number: DE102012207047.8A
Authority: DE
Inventors: Carlos Ruedi; Osmar De Matos; Marco Aurelio Graciano; Alexandre Camilo
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2015-07-16
Anticipated expiration: 2032-04-28
Also published as: US8708426B2; US20120301066A1; US20130313799A1; DE102012207039B4; DE102012207047A1; WO2012159779A1; DE102012207039A1

Abstract

Radlager (2) für ein Nutzkraftfahrzeug, umfassend
– eine hülsenförmige Trägerwelle (8), in der eine Achse (4) des Nutzfahrzeuges konzentrisch aufnehmbar ist,
– eine Radnabe (6), und
– ein erstes Wälzlager (10) sowie ein zweites Wälzlager (12) zum Abrollen der Radnabe (6) gegenüber der Trägerwelle (8),
– wobei das erste Wälzlager (10) auf der Trägerwelle (8) fixiert ist, und
– wobei das zweite Wälzlager (12) auf der hülsenförmigen Trägerwelle (8) über einen Pressring (26) axial gegen das erste Wälzlager (10) verspannt ist, und
– eine konzentrisch auf die Trägerwelle (8) aufgeschobene Abstandshülse (22), die axial zwischen einem Innenring (14) des ersten Wälzlagers (10) und einem Innenring (14) des zweiten Wälzlagers (12) angeordnet ist, und die wenigstens einen Teil der Spannkraft vom zweiten Wälzlager (12) auf das erste Wälzlager (10) überträgt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Radlager für ein Nutzkraftfahrzeug, das Nutzkraftfahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines Radlagers für ein Nutzkraftfahrzeug.
Hintergrund der Erfindung
Radlager sind im Zentrum eines Rades angeordnet und dienen in Fahrzeugen zur drehbaren Befestigung des Rades am Fahrzeugrahmen. Das Radlager trennt drehbare Komponenten am Fahrzeug, wie die Radnabe von festsitzenden Komponenten am Fahrzeug, wie die Radaufhängung. Das Radlager leitet Kräfte und Momente von der Straße auf das Fahrwerk und umgekehrt.
Aus der US 2010/0301665 A1 ist ein Radlager für Nutzkraftfahrzeuge bekannt mit einer Achse des Nutzfahrzeuges und einer Radnabe. Ein erstes Wälzlager sowie ein zweites Wälzlager sind zum Abrollen der Radnabe gegenüber der Achse vorgesehen. Das erste Wälzlager und das zweite Wälzlager sowie eine Abstandshülse sind direkt auf der Achse des Kraftfahrzeuges angeordnet.
Aufgabe der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Radlager für ein Fahrzeug anzugeben.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung schlägt vor, ein Radlager der eingangs genannten Art mit einer Trägerwelle auszustatten, in der die Achse des Fahrzeugs konzentrisch aufgenommen werden kann. Auf der Trägerwelle werden die eigentlichen Wälzlager des Radlagers angeordnet und über einen Pressring gegeneinander axial verspannt.
Der Erfindung liegt der Vorüberlegung zugrunde, dass ein Radlager aus zwei einzelnen Wälzlagern, wie beispielsweise Kegelrollenlager aufgebaut werden könnte, die radial zwischen einer Achse und einer Radnabe eines Fahrzeugs axial beabstandet zueinander angeordnet werden könnten. Bei diesem Aufbau müssen die Wälzlager jedoch häufig, meist nach 40.000 km Fahrweg nachgeschmiert werden. Zudem sind die Wälzlager erhöhter Verschmutzung und erhöhtem Verschleiß ausgesetzt, was sich beispielsweise durch einen erhöhten Kraftstoffverbrauch bemerkbar machen kann. Zudem tritt an derartigen Radlagern während des Betriebs ein erhöhter Verlust an Schmiermittel auf, was einen wartungstechnischen Aufwand zum Nachschmieren der Wälzlager mit sich bringt. Letztlich lässt sich an derartigen Radlagern keine Vorspannung zur Reduktion des Axialspiels abstimmen und über eine längere Laufdauer auf einem bestimmten Wert halten. Mit der Vorspannung ist damit eine Kraft gemeint, mit der die Außenringe der einzelnen Wälzlager axial gegen die Innenringe der Wälzlager drücken, so dass die Wälzelemente zwischen den Außenringen und den Innenringen axial eingeklemmt werden.
Demgegenüber könnte das Radlager auch als geschlossene Einheit hergestellt werden, wobei die einzelnen Radlagerelemente wie Wälzelemente, Schmiermittel und Radnabe auf die Lebenszeit des Radlagers von vorherein miteinander verbunden werden. Diese Radlager sind beispielsweise unter den Bezeichnungen Insertlager, Radlager 1T Generation, Trailer Axle Module (TAM) oder Front Axle Module (VAM) bekannt. Die Herstellung derartiger Radlager kann jedoch um bis zu 150% teurer sein, als die Herstellung der zuerst genannten Radlagervarianten.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass ein als geschlossene Einheit hergestelltes Radlager auch aus zwei einzelnen Wälzlagern hergestellt werden kann. Dies wird durch die eingangs genannte Trägerwelle erreicht, auf der die beiden Wälzlager axial verspannt werden.
Die Erfindung gibt daher ein Radlager für ein Nutzkraftfahrzeug an, das eine hülsenförmige Trägerwelle, in der eine Achse des Nutzfahrzeuges konzentrisch aufnehmbar ist, eine Radnabe ein erstes Wälzlager und ein zweites Wälzlager zum Abrollen der Radnabe gegenüber der Trägerwelle umfasst. Das erste Wälzlager ist auf der Trägerwelle fixiert. Das zweite Wälzlager ist dabei auf der hülsenförmigen Trägerwelle über einen Pressring axial gegen das erste Wälzlager verspannt.
Durch die Trägerwelle und der auf der Trägerwelle axial verspannten Wälzlager können alle Elemente eines Radlagers mit kostengünstig hergestellten Wälzlagern vorgefertigt und in dem Nutzfahrzeug verbaut werden. Im Gegensatz zu dem als Einheit aufgebauten Radlager können einzelne Elemente des angegebenen Radlagers beispielsweise zu Wartungszwecken ausgetauscht werden, wenn das angegebene Radlager beispielsweise aufgrund von Überbelastungserscheinungen ausfällt. Dieser Austausch muss nicht am Nutzfahrzeug selbst erfolgen, sondern kann nach Ausbau des gesamten Radlagers in einer extra dafür vorgesehenen Umgebung, wie beispielsweise an einem Werkstatttisch erfolgen. Sollte das angegebene Radlager gegen ein neues Radlager ausgetauscht werden, so können vom beschädigten Radlager zumindest die Komponenten wiederverwendet werden, die noch funktionsfähig sind. Durch das angegebene Radlager können daher nicht nur Kosten bei der Wartung eines Radlagers gesenkt werden, durch seinen Aufbau als eine Funktionseinheit lässt sich das angegebene Radlager auch mit geringem technischem Aufwand verbauen, obwohl einzelne Komponenten des Radlagers im Nachhinein austauschbar (wie das Wälzlager) oder ersetzbar (wie das Schmiermittel) sind.
Um die Wälzlager auf der Trägerwelle axial zu verspannen, sollte der Pressring gegen axiale Bewegungen auf der Trägerwelle gesichert sein. Diese axiale Sicherung kann auf jede beliebige Weise erfolgen. So kann der Pressring auf der Trägerwelle beispielsweise kraftschlüssig (zum Beispiel einer Presspassung) oder stoffschlüssig (zum Beispiel mittels Laserschweißen) axial fixiert sein. Besonders bevorzugt kann das angegebene Radlager ein Halteelement umfassen, das axiale Bewegungen des Pressrings in eine dem zweiten Wälzlager gegenüberliegende Richtung verhindert.
Erfindungsgemäß umfasst das angegebene Radlager eine konzentrisch auf der Trägerwelle getragene Abstandshülse, die axial zwischen einem Innenring des ersten Wälzlagers und einem Innenring des zweiten Wälzlagers angeordnet ist, und die wenigstens einen Teil der Spannkraft vom zweiten Wälzlager auf das erste Wälzlager überträgt. Durch die Abstandshülse können die Innenringe der beiden Wälzlager miteinander fest axial verspannt und somit mit der Trägerwelle des angegebenen Radlagers fixiert werden. Die Vorspannung der beiden Wälzlager kann durch die Abstandshülse nicht nur exakt definiert sondern dauerhaft gesichert werden, da ein Hauptteil der axialen, die Wälzlager auf der Trägerhülse haltenden Kraft durch die Abstandshülse aufgenommen werden kann, wobei sich die Außenringe der Wälzlager nur soweit axial berühren und somit eine Vorspannung ermöglichen, wie es die axiale Ausdehnung der Abstandshülse zulässt.
In einer besonderen Weiterbildung umfasst das Halteelement einen Anschlag, der auf der Trägerwelle an einer axialen Seite des Pressrings angeordnet ist, die dem zweiten Wälzlager gegenüberliegt. Dieser Anschlag kann auf jede erdenkliche Weise ausgebildet sein. So kann der Anschlag beispielsweise ein Split sein, der radial durch die Trägerwelle und der darin aufgenommenen Achse des Fahrzeuges geführt ist. Alternativ kann der Anschlag auch eine Mutter sein, die auf die Trägerwelle aufschraubbar ist. Besonders bevorzugt ist der Anschlag jedoch ein Sprengring, der um die Trägerwelle gespannt ist, da der Sprengring mechanisch einfach zu entfernen ist, falls das Radlager zu Wartungszwecken oder aus anderen Gründen zerlegt werden muss.
In einer alternativen oder zusätzlichen Weiterbildung kann das Halteelement auch formschlüssig auf die Trägerwelle aufgesetzt werden, wobei der Formschluss axiale Kräfte aufnehmen muss. Der Formschluss kann beispielsweise durch radial vom Pressring nach innen abragende Vorsprüngen gebildet sein, die in entsprechende radiale Ausnehmungen auf der Trägerwelle eingeführt werden können. Besonders bevorzugt wird der Formschluss durch ein Innengewinde am Halteelement und/oder am Pressring hergestellt, das an einem Innenumfang des Pressrings ausgebildet und auf ein Außengewinde am Außenumfang der Trägerwelle aufschraubbar ist, wobei das Außengewinde an einer axialen Seite des zweiten Wälzlagers angeordnet ist, die dem ersten Wälzlager gegenüberliegt.
Besonders bevorzugt umfasst das Halteelement eine Verdrehsicherung, mit der das Innengewinde in einer bestimmten Winkellage auf dem Außengewinde fixierbar ist.
Zwar kann das erste Wälzlager auf der Trägerwelle derart fixiert werden, dass sich ein Innenring des Wälzlagers gegenüber der Trägerwelle nicht verdrehen kann, in einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das angegebene Radlager jedoch einen weiteren axialen Anschlag zum axialen Gegenlagern des ersten Wälzlagers auf der Trägerwelle. Durch den axialen Anschlag können die beiden Wälzlager einfach auf die Trägerwelle aufgeschoben und durch den kaltgeformten Bund miteinander verspannt werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung schließt sich an die Radnabe des angegebenen Radlagers ein radial nach innen gerichteter Vorsprung an, der axial zwischen einen Außenring des ersten Wälzlagers und einen Außenring des zweiten Wälzlagers eingreift. Über die axiale Ausdehnung dieses Vorsprungs lässt die Vorspannung in den beiden Wälzlagern exakt einstellen.
Die Wälzlager können beispielsweise Kugellager sein. Bevorzugt sind die Wälzlager Kegelrollenlager, deren Kegel als Wälzkörper die entstehenden Kräfte auf ihrer Kegeloberfläche verteilt aufnehmen und so mechanisch besonders beanspruchbar sind.
Die Kegel der Kegelrollenlager können O-förmig oder in einer Tandem-Anordnung angeordnet sein. Besonders bevorzugt sind die Kegel der Kegelrollenlager X-förmig angeordnet, wobei die Kegelspitzen zur Rotationsachse des Lagers hin zusammenlaufen.
Die Erfindung gibt auch ein Nutzkraftfahrzeug an, das einen Rahmen mit einer starren Achse, ein Rad und ein angegebenes Radlager zum Lagern des Rades an der starren Achse umfasst.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Trägerwelle auf der Achse des Nutzkraftfahrzeugs axial über ein Sicherungselement gesichert, das den Pressring wenigstens teilweise radial überkragt. Das überkragende Sicherungselement kann bei Bedarf den Pressring axial sichern, wenn eine axiale Lagerung des Pressrings selbst auf der Trägerwelle nicht mehr gegeben ist.
Die Erfindung gibt auch ein Verfahren zum Herstellen eines Radlagers für ein Nutzfahrzeug an, das die Schritte axiales Lagern eines ersten Wälzlagers auf einer hülsenförmigen Trägerwelle, in der eine Achse des Nutzfahrzeuges konzentrisch aufnehmbar ist, radiales Lagern einer Radnabe auf dem ersten Wälzlager, so dass ein radialer Spalt zwischen der Trägerwelle und der Radnabe ausgebildet wird, Einschieben eines zweiten Wälzlagers in den radialen Spalt; und Verspannen des zweiten Wälzlagers auf der hülsenförmigen Trägerwelle gegen das erste Wälzlager durch Aufschieben eines Pressrings auf die Trägerwelle gegen das zweite Wälzlager umfasst. Dabei können die Schritte axiales Lagern des ersten Wälzlagers auf der hülsenförmigen Trägerwelle und radiales Lagern der Radnabe auf dem ersten Wälzlager in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Konzentrisches Anordnen einer Abstandshülse auf der Trägerwelle so dass die Abstandshülse axial zwischen einem Innenring des ersten Wälzlagers und einem Innenring des zweiten Wälzlagers angeordnet ist, wodurch wenigstens ein Teil der Spannkraft vom zweiten Wälzlager auf das erste Wälzlager übertragbar ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der
1 eine Explosionsansicht eines auf einer Achse angeordneten Radlagers gemäß der Erfindung;
2 eine Schnittansicht des Radlagers aus 1;
3a eine Schnittansicht eines beispielhaften Pressrings aus 1;
3b eine perspektivische Ansicht des Pressrings aus 3a;
4a eine Schnittansicht eines weiteren beispielhaften Pressrings aus 1;
4b eine perspektivische Ansicht des Pressrings aus 4a;
5a eine Schnittansicht eines weiteren beispielhaften Pressrings aus 1;
5b eine perspektivische Ansicht des Pressrings aus 5a;
6a eine Schnittansicht eines beispielhaften Pressrings aus 1;
6b eine perspektivische Ansicht des Pressrings aus 6a;
7a eine Schnittansicht eines beispielhaften Pressrings aus 1; und
7b eine perspektivische Ansicht des Pressrings aus 7a zeigen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In den Figuren werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.
Es wird auf die 1 und 2 Bezug genommen, die ein Radlager 2 gemäß der Erfindung auf einer Achse 4 eines nicht weiter gezeigten Fahrzeuges zeigen.
Die Achse 4 ist in der vorliegenden Ausführung eine Starrachse 4. Bei einer Starrachse 4 ist eine noch zu beschreibende Radnabe 6 des Radlagers 2 drehbar um den starren Achskörper der Starrachse 4 angeordnet. Starrachsen werden aufgrund ihres einfachen und robusten Aufbaus gewöhnlich an Nutzkraftfahrzeugen und in selteneren Fällen an Personenkraftwagen eingesetzt, bei denen gewöhnlich eine Einzelradaufhängung zur Anwendung kommt. Im Gegensatz zu der Starrachse 4 ist die Radnabe bei einer Einzelradaufhängung drehfest mit dem Fahrzeugrahmen verbunden.
Das Radlager 2 umfasst die Radnabe 6, die drehbar auf einer Trägerwelle 8 angeordnet werden kann. Dabei ist die Radnabe 6 auf der Trägerwelle 8 über ein inneres Wälzlager 10 und ein äußeres Wälzlager 12 drehbar gelagert. Das innere Wälzlager 10 ist dabei das Wälzlager, das im auf der Starrachse 4 aufgesetzten Zustand fahrzeugseitig angeordnet ist, während das äußere Wälzlager 12 im auf der Starrachse 4 aufgesetzten Zustand auf der fahrzeugabgeneigten Seite des Radlagers 2 angeordnet ist.
Jedes Wälzlager 10, 12 weist einen Innenring 14 und einen gegenüber dem Innenring 14 drehbar gelagerten Außenring 16 auf. Zwischen dem Innenring 14 und dem Außenring 16 sind Wälzkörper 18 in Form von Kegelrollen 18 angeordnet, über die der Innenring 14 gegenüber dem Außenring 16 abrollen kann. Von den zwischen den Innenringen 14 und den Außenringen 16 der beiden Wälzlager 10, 12 angeordneten Kegelrollen 18, ist in den 1 und 2 der Übersichtlichkeit nur eine mit einem Bezugszeichen versehen. Kegelrollen 18 als Wälzkörper kommen bei Nutzkraftfahrzeugen besonders bevorzugt zum Einsatz, da sie im Vergleich kugelförmigen Wälzkörpern eine größere Oberfläche aufweisen, über die Belastungen zwischen dem Nutzkraftfahrzeug und der Straßenoberfläche aufgenommen werden können. Prinzipiell können jedoch abhängig vom Fahrzeug, in dem das Radlager 2 verwendet wird, jede beliebige Art an Wälzkörpern verwendet werden. Ferner sind die Kegelrollen 18 in der vorliegenden Ausführung X-förmig angeordnet, was heißt, dass die Spitzen der Kegelrollen 18 aufeinander zu und zu einer Rotationsache 20 des Radlagers 2 gerichtet sind. Die Kegelrollen 18 können ferner entweder O-förmig angeordnet sein, wobei die Spitzen der Kegelrollen 18 aufeinander zu und von der Rotationsachse 20 des Radlagers weggerichtet sind, oder tandemförmig angeordnet sein, wobei die Kegelrollen 18 parallel ausgerichtet sind.
Die Wälzlager 10, 12 sind axial auf die Trägerwelle 8 aufgeschoben und durch eine an den Innenringen 14 anliegende Abstandshülse 22 axial voneinander beabstandet. Dabei weist die Trägerwelle 8 einen axialen Lageranschlag 24 auf, der am Radlager 2 fahrzeugseitig ausgebildet ist und an dem der Innenring des inneren Wälzlagers 10 axial gegengelagert ist. Auf das dem axialen Lageranschlag 24 axial gegenüberliegenden Ende der Trägerwelle 8 ist axial ein Pressring 26 aufgesetzt, der den Innenring 14 des äußeren Wälzlagers 12 axial gegen die Abstandshülse 22 drückt, die wiederum dadurch den Innenring 14 des inneren Wälzlagers 10 axial gegen den axialen Lageranschlag 24 drückt. Auf diese Weise werden die Innenringe 14 der beiden Wälzlager 10, 12 auf der Trägerwelle 8 durch den Pressring 26 drehfest, jedoch wenigstens axial, auf dieser gehalten.
Die Trägerwelle 8 weist eine axiale Durchführung 28 auf, durch die die Starrachse 4 axial geführt ist. Im durch die axiale Durchführung 28 durchgeführten Bereich der Starrachse 4 verjüngt diese sich radial, so dass an der Starrachse 4 ein axialer Wellenanschlag 30 ausgebildet ist, an dem die Trägerwelle 8 axial gegengelagert ist. Über eine auf ein am axialen Ende der Starrachse ausgebildetes Gewinde 32 aufgeschraubte Mutter 34 kann die Trägerwelle 8 axial gegen den axialen Wellenanschlag 30 gedrückt werden, so dass die Trägerwelle 8 drehfest, wenigstens jedoch axial, auf der Starrachse 4 gehalten ist. Auf die Mutter 34 wird an späterer Stelle noch detaillierter eingegangen.
Die Radnabe 6 ist radial auf die Außenringe 16 der Wälzlager 10, 12 aufgesetzt. Sie weist einen Flansch 36 zur Befestigung einer nicht gezeigten Bremsscheibe auf. Für die Befestigung der Bremsscheibe sind an dem Flansch 36 entsprechende Befestigungsbohrungen 38 ausgebildet. Axial stirnseitig an der fahrzeugabgewandten Seite sind an der Radnabe 6 weitere Befestigungsbohrungen 40 ausgebildet, über die an der Radnabe 6 ein nicht gezeigtes Rad befestigt werden kann. Die Radnabe 6 weist ferner einen inneren radialen Vorsprung 42 auf, an dem das innere Wälzlager 10 derart anliegt, dass das innere Wälzlager 10 zwischen dem Lageranschlag 24 und dem inneren radialen Vorsprung 42 axial aufgenommen ist. In gleicher Weise ist an der Radnabe 6 ein äußerer radialer Vorsprung 44 ausgebildet, an dem da äußere Wälzlager 12 derart anliegt, dass es axial zwischen dem Bund 26 und dem äußeren radialen Vorsprung 44 axial aufgenommen ist. Über einen axialen Abstand der beiden radialen Vorsprünge 42, 44 zueinander können die Außenringe 16 der beiden Wälzlager 10, 12 in definierter Weise axial auseinandergedrückt werden, so dass die Außenringe 16 aufgrund der fixierten axialen Lage der Innenringe 14 auf der Trägerwelle 18 axial gegen die Innenringe 14 drücken und so eine leichte Vorspannung auf die Kegelrollen 18 zwischen den Innenringen 14 und den Außenringen 16 ausüben. Um Material zu sparen kann ein axial zwischen den beiden radialen Vorsprüngen 42, 44 ausgebildeter Raum 48 materialfrei bleiben. Damit aus den Wälzlagern 10, 12 in diesen Raum 48 kein Schmiermittel eintritt, sind axial zwischen den Außenringen 16 der Wälzlager 10, 12 und ihren entsprechenden radialen Vorsprüngen 42, 44 Schutzringe 50 eingeklemmt, die das Schmiermittel in den Wälzlagern 10, 12 halten. Fahrzeugseitig ist radial zwischen der Radnabe 6 und dem Lageranschlag 24 der Trägerwelle 8 eine Kassettendichtung 52 angeordnet, die einen fahrzeugseitigen Austritt an Schmiermittel aus dem inneren Wälzlager 10 verhindert. In gleicher Weise ist auf der fahrzeugabgewandten Seite eine Kassettendichtung 54 Zwischen dem Außenring des äußeren Wälzlagers 12 und der Radnabe 6 angeordnet, die einen Austritt an Schmiermittel auf der fahrzeugabgewandten Seite des Radlagers 6 verhindert.
In dem gezeigten Radlager 2 können die Innenringe 14 der Wälzlager 10, 12 auf der Trägerwelle 8 über die Abstandshülse 22 mit einer hohen Klemmspannung axial fest gehalten werden. Demgegenüber kann durch eine genaue Dimensionierung der beiden radialen Vorsprünge 42, 44 der Druck der Außenringe 16 gegen ihre entsprechenden Innenringe 14 genau definiert und dauerhaft gehalten werden, so dass sich in den Wälzlagern 10, 12 eine präzise Vorspannung einstellen lässt. Die Vorspannung kann bereits bei der Herstellung beziehungsweise bei der Konstruktion des Radlagers 2 eingestellt werden und muss nicht erst beim Aufsetzen der einzelnen Radlagerkomponenten auf die Starrachse 4 des Fahrzeugs aufwendig justiert werden.
Zum Schutz des in der Trägerwelle 8 aufgenommenen Bereichs der Starrachse 4 beispielsweise vor eintretender Flüssigkeit sind auf der Starrachse 4 O-Dichtringe 56 angeordnet, die den in der Trägerwelle aufgenommenen Bereich der Starrachse 4 gegenüber der Umgebung abdichten.
Zur Herstellung des Radlagers 2 wird zunächst die Trägerwelle 8 mit dem axialen Lageranschlag 24 und der axialen Durchführung bereitgestellt. Für den später axial aufzusetzenden Pressring 26 wird das dem axialen Lageranschlag 24 gegenüberliegende Ende der Trägerwelle 8 axial so lang ausgebildet, dass dieses Ende bei aufgenommener Radnabe 6 axial über die Radnabe 6 übersteht. Danach werden einer der Schutzringe 50, das innere Wälzlager 10 und die Kassettendichtung 52 in die fahrzeugseitige Öffnung der Radnabe 6 eingesetzt und zusammen mit der Radnabe 6 über die Trägerwelle 8 solange geschoben, bis das innere Wälzlager 10 einerseits am axialen Lageranschlag 24 als auch am inneren radialen Vorsprung 42 anschlägt. Im nächsten Schritt wird die Abstandshülse 22 axial über die Trägerwelle 8 geschoben bis diese axial an den Innenring 14 des inneren Wälzlagers 10 anschlägt. Im Anschluss daran werden der andere Schutzring 50 und das äußere Wälzlager 12 axial über die Trägerwelle 8 geschoben, bis der Innenring 14 des äußeren Wälzlagers 12 an die Abstandshülse 22 anschlägt. Abschließend wird der Pressring 26 auf das zuvor erwähnte überstehende axiale Endes der Trägerwelle 8 axial aufgesetzt und mit diesem kraftschlüssig beispielsweise durch eine Presspassung, stoffschlüssig beispielsweise durch Laserschweißen oder formschlüssig beispielsweise durch eine Schraubverbindung verbunden. Auf beispielhafte Verbindungsmöglichkeiten des Pressrings 26 mit der Trägerwelle 8 wird im Rahmen der 3a bis 7b detailliert eingegangen.
Um das fertige Radlager 2 mit der Starrachse 4 zu verbinden werden zunächst auf die Starrachse 4 die O-Dichtringe 56 aufgesetzt und danach das Radlager axial über die Starrachse 4 geschoben, bis das Radlager 2 axial an den Wellenanschlag 30 anschlägt. Abschließend wird das Radlager 2 axial auf der Starrachse 4 mit der Mutter 34 fixiert.
Es wird auf die 3a und 3b Bezug genommen, die ein Ausführungsbeispiel für den Pressring 26 aus 1 zeigen.
In den 3a und 3b weist das axiale Ende der Trägerwelle 8, auf das der Pressring 26 aufgesetzt ist, ein Innengewinde 58 am Innenumfang der Durchführung 28 auf. Das als Außengewinde 32 ausgebildete Gewinde 32 auf der Starrachse 4 erstreckt sich axial in die Durchführung 28 der Trägerwelle 8 hinein, so dass die Trägerwelle 8 an dieser Stelle auf die Starrachse 4 aufgeschraubt ist.
Die Starrachse 4 weist an ihrem axialen Ende im Bereich des Außengewindes 32 eine axiale Nut 60 auf, in der eine flexible Rastnase 62 verrastet ist. Auf diese Weise werden Drehbewegungen zwischen der Starrachse 6 und der Trägerwelle 8 vermieden, so dass sich die Trägerwelle 8 nicht selbstständig von der Starrachse 4 abschrauben kann. Die Rastnase 62 kann beispielsweise mit einem nicht weiter dargestellten Werkzeug radial angehoben und aus der axialen Nut 60 gehoben werden, wodurch zu Montage- und Demontagezwecken des Radlagers 2 auf der Starrachse 4 Dreh- und damit Schraubbewegungen der Trägerwelle 8 auf der Starrachse 4 zugelassen werden können.
Am Außenumfang des axialen Endes der Trägerwelle 8 ist ein dem Außengewinde 32 der Starrachse 4 entsprechendes Außengewinde 32 ausgebildet, das der Übersichtlichkeit halbe mit demselben Bezugszeichen versehen ist, wie das Außengewinde 32 der Starrachse 4. Beide Außengewinde 32 können jedoch verschiedene Formen beispielsweise in Windungsabstand, Windungssteigung, u. s. w. aufweisen.
Auf das Außengewinde 32 der Trägerwelle 8 ist der Pressring 26 aufgeschraubt, der an seinem Innenumfang ein dem Innengewinde 58 der Trägerwelle 8 entsprechendes Innengewinde 58 aufweist. Der Pressring 26 weist ferner eine axiale Nut 60 auf, die der axialen Nut 60 auf der Starrachse 4 entspricht. In diese axiale Nut 60 auf dem Pressring 26 greift eine weitere Rastnase 62 ein, die an der Trägerwelle 8 ausgebildet ist. Um den Pressring 26 in verschiedenen Winkelstellungen auf der Trägerwelle 8 sichern zu können, sind an der Trägerwelle 8 in Umfangsrichtung mehrere Rastnasen ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich könnten am Pressring 26 in Umfangsrichtung auch mehrere axiale Nuten 60 ausgebildet sein.
In gleicher Weise können optional auch auf der Mutter 34 eine oder mehrere axiale Nuten 60 ausgebildet sein, in die jeweils entsprechend eine an der Trägerwelle 8 ausgebildete Rastnase 62 eingreift. Da das Prinzip dieses Systems dem Prinzip des Systems am Pressring 26 entspricht, soll auf eine detaillierte Darstellung der kürze Halber verzichtet werden.
Es wird auf die 4a und 4b Bezug genommen, die ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Pressring 26 aus 1 zeigen.
In den 4a und 4b ist die Rastnase 62, die in den 3a und 3b an der Trägerwelle 8 ausgebildet ist, am Pressring 26 und optional auch an der Mutter 34 ausgebildet. Entsprechend sind die axialen Nuten 60 in der Trägerwelle 8 und in der Starrachse 4 ausgebildet. In den 4a und 4b sind die axialen Nuten 60 Rastnasen 62 der Übersichtlichkeit halber nur einmal mit einem Bezugszeichen versehen.
Im Übrigen funktioniert das System in der gleichen Weise, wie das in den 3a und 3b gezeigte System.
Es wird auf die 5a und 5b Bezug genommen, die ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Pressring 26 aus 1 zeigen.
In 5a und 5b kann der Pressring 26 per Presspassung auf die Trägerwelle 8 aufgebracht sein. Die Verdrehsicherung der Mutter 32 ist analog zu 4a und 4b aufgebaut.
Unabhängig davon, ob der Pressring 26 per Presspassung auf die Trägerwelle 8 aufgebracht ist, oder nicht, kann in der vorliegenden Ausführung die Mutter 32 unterstützend das zweite Wälzlager 12 gegen das erste Wälzlager 10 axial verspannen. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass wenn der Pressring 26 per Presspassung auf die Trägerwelle 8 aufgesetzt ist, und dass wenn sich diese Presspassung löst, dann wirkt die Mutter 32 wie eine Ausfallsicherung, indem sie für den Pressring 26 einen axialen Anschlag darstellt, an dem der Pressring 26 gegengelagert werden kann, so dass die axiale Verspannung des ersten und zweiten Wälzlagers 10, 12 zumindest hilfsweise aufrecht erhalten werden kann.
Es wird auf die 6a und 6b Bezug genommen, die ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Pressring 26 aus 1 zeigen.
In 6a und 6b kann der Pressring 26 ebenfalls per Presspassung auf die Trägerwelle 8 aufgebracht sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Pressring 26 axial über einen Sprengring 64 axial gesichert sein.
Die Trägerwelle 8 ist in der vorliegenden Ausführung auf die Starrachse 6 aufgeschraubt, ohne dass eine weitere Mutter 32 zu axialen Sicherung angeordnet ist.
Es wird auf die 7a und 7b Bezug genommen, die ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Pressring 26 aus 1 zeigen.
In 7a und 7b kann der Pressring 26 ebenfalls per Presspassung auf die Trägerwelle 8 aufgebracht sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Pressring 26 axial über einen Deckel 66 axial gesichert sein, der axial auf der Starrachse 6 verschraubt wird. Der Deckel 66 kann damit gleichzeitig für die axiale Verspannung der beiden Wälzlager 10, 12 über den Pressring 26 und für die axiale Sicherung der Trägerwelle 8 auf der Starrachse 4 herangezogen werden.
In der vorliegenden Ausführung ist der Deckel 66 mit einer Schraube 68 axial gesichert, die in eine entsprechende Befestigungsbohrung 70 eingeschraubt ist. Dies ist jedoch lediglich beispielhaft. Der Deckel 66 kann in jeder beliebigen Weise kraft-, form und/oder stoffschlüssig ab der Starrachse fixiert werden.
Bezugszeichenliste

2: Radlager
4: Starrachse
6: Radnabe
8: Trägerwelle
10: Wälzlager
12: Wälzlager
14: Innenring
16: Außenring
18: Kegelrollen
20: Rotationsachse
22: Abstandshülse
24: Lageranschlag
26: Bund
28: Durchführung
30: Wellenanschlag
32: Gewinde
34: Mutter
36: Flansch
38: Befestigungsbohrung
40: Befestigungsbohrung
42: radialer Vorsprung
44: radialer Vorsprung
48: Raum
50: Schutzring
52: Kassettendichtung
54: Kassettendichtung
56: O-Ringdichtung
58: Innengewinde
60: axiale Nut
62: Rastnase
64: Sprengring
66: Deckel
68: Schraube
70: Befestigungsbohrung

Claims

Radlager (2) für ein Nutzkraftfahrzeug, umfassend – eine hülsenförmige Trägerwelle (8), in der eine Achse (4) des Nutzfahrzeuges konzentrisch aufnehmbar ist, – eine Radnabe (6), und – ein erstes Wälzlager (10) sowie ein zweites Wälzlager (12) zum Abrollen der Radnabe (6) gegenüber der Trägerwelle (8), – wobei das erste Wälzlager (10) auf der Trägerwelle (8) fixiert ist, und – wobei das zweite Wälzlager (12) auf der hülsenförmigen Trägerwelle (8) über einen Pressring (26) axial gegen das erste Wälzlager (10) verspannt ist, und – eine konzentrisch auf die Trägerwelle (8) aufgeschobene Abstandshülse (22), die axial zwischen einem Innenring (14) des ersten Wälzlagers (10) und einem Innenring (14) des zweiten Wälzlagers (12) angeordnet ist, und die wenigstens einen Teil der Spannkraft vom zweiten Wälzlager (12) auf das erste Wälzlager (10) überträgt.
Radlager (2) nach Anspruch 1, umfassend ein Halteelement (58, 62, 64), das axiale Bewegungen des Pressrings (26) in eine dem zweiten Wälzlager (12) gegenüberliegende Richtung verhindert.
Radlager (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (58, 62, 64) einen Sprengring (64) umfasst, der auf der Trägerwelle (8) an einer axialen Seite des Pressrings (26) angeordnet ist, die dem zweiten Wälzlager (12) gegenüberliegt.
Radlager (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (58, 62, 64) ein Innengewinde (58) umfasst, das an einem Innenumfang des Pressrings (26) ausgebildet und auf ein Außengewinde (32) am Außenumfang der Trägerwelle (8) aufschraubbar ist, wobei das Außengewinde (32) an einer axialen Seite des zweiten Wälzlagers (12) angeordnet ist, die dem ersten Wälzlager (10) gegenüberliegt.
Radlager (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (58, 62, 64) eine Verdrehsicherung (62) umfasst, mit der das Innengewinde (58) in einer bestimmten Winkellage auf dem Außengewinde (32) fixierbar ist.
Radlager (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe (6) einen radial nach innen gerichteten Vorsprung (42, 44) aufweist, der axial zwischen einen Außenring (16) des ersten Wälzlagers (10) und einen Außenring (16) des zweiten Wälzlagers (12) eingreift.
Nutzkraftfahrzeug umfassend einen Rahmen mit einer starren Achse (4), ein Rad und ein Radlager (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Lagern des Rades auf der starren Achse (4).
Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerwelle (8) auf der Achse (4) axial über ein Sicherungselement (34) gesichert ist, das den Pressring (26) wenigstens teilweise radial überkragt.
Verfahren zum Herstellen eines Radlagers (2) für ein Nutzfahrzeug umfassend: – axiales Lagern eines ersten Wälzlagers (10) auf einer hülsenförmigen Trägerwelle (8), in der eine Achse (4) des Nutzfahrzeuges konzentrisch aufnehmbar ist, wobei das erste Wälzlager (10) auf der Trägerwelle (8) fixiert ist, – radiales Lagern einer Radnabe (6) auf dem ersten Wälzlager (10), so dass ein radialer Spalt zwischen der Trägerwelle (8) und der Radnabe (6) ausgebildet wird, – Einschieben eines zweiten Wälzlagers (12) in den radialen Spalt; und – Verspannen des zweiten Wälzlagers (12) auf der hülsenförmigen Trägerwelle (8) gegen das erste Wälzlager (10) durch Aufschieben eines Pressrings (26) auf die Trägerwelle (8) gegen das zweite Wälzlager (12), – Konzentrisches Aufschieben einer Abstandshülse (22) auf die Trägerwelle (8), so dass die Abstandshülse (22) axial zwischen einem Innenring (14) des ersten Wälzlagers (10) und einem Innenring (14) des zweiten Wälzlagers (12) angeordnet ist, wodurch wenigstens ein Teil der Spannkraft vom zweiten Wälzlager (12) auf das erste Wälzlager (10) übertragbar ist.