DE102012207050A1

DE102012207050A1 - Radlagergestaltung

Info

Publication number: DE102012207050A1
Application number: DE102012207050A
Authority: DE
Inventors: Zheng Wang
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2012-11-22
Also published as: US9010874B2; US20120292981A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radlagereinheit mit einer modulartigen Radnabe, die durch Einsetzen eines Modifikationskörper (15) für eine Radlagerbohrung (5) sowohl bei Anwendungen mit passiven wie auch mit angetriebenen Rädern verwendet werden kann. Die Radnabe ist durch eine Radlager- und Achsschenkelanordnung drehbeweglich an einem Fahrzeug montiert, wobei das Radlager einen Innenring (4), einen Außenring (3) und zwischen diesen Ringen angeordnete Wälzlkörper (10) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Gestaltung von Lagerbohrungen insbesondere bei Anwendungen in Rädern.
Hintergrund der Erfindung
Radlagereinheiten für Fahrzeugachsen sind im Fachgebiet hinreichend bekannt. Radlager können unterschiedliche Ausbildungen besitzen anfangend von einer an einer Radnabeneinheit montierten separaten Lagereinheit, über eine teilweise integrierte Lagereinheit, bei der ein Innen- oder Außenring (mit zugehörigen Laufbahnen) des Lagers einstückig mit einer Radnabe verbunden ist, bis hin zu einer vollständig integrierten Lagereinheit, bei der sowohl der Innenring als auch der Außenring (mit zugehörigen Laufbahnen) mit einer Radnabe einstückig verbunden sind. U.S. Patentnummer 7,806,597 , zum Beispiel, offenbart eine Radlagerausbildung des letztgenannten Typs mit einer Nabe, die an einem Außendurchmesser einstückig geformte Laufbahnen aufweist, wobei die Nabe ihrerseits durch Wälzkörper und durch einen Lagerflansch mit an einem Innendurchmesser einstückig geformten Laufbahnen drehbeweglich abgestützt ist.
Zusätzlich zu den unterschiedlichen Radlagerausbildungen können Räder angetrieben oder passiv sein. Ein angetriebenes Rad wird aktiv durch eine von einem zugehörigen Motor übertragene Kraft angetrieben. Passive Räder folgen der Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung der aktiv angetriebenen Räder eines Fahrzeugs. Strukturelle Varianten und Unterschiede in der Gestaltung können sich aus unterschiedlichen Funktionen einer Radeinheit ergeben. Zum Beispiel kann die Nabe eines angetriebenen Rads einen mit Keilnuten versehenen Innendurchmesser aufweisen, durch den eine komplementäre mit Keilnuten versehene Antriebswelle eingeführt werden kann, um durch die Keilnuten Kraft für die Drehbewegung der zugehörigen Radnabe zu übermitteln. Eine Radnabe eines passiven Rads ihrerseits kann zusätzliche strukturelle Abstützung durch ihren Innendurchmesser erhalten, da kein stützendes Antriebselement durch die Einheit verläuft, wie dies bei einer angetriebenen Einheit der Fall ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung offenbart eine neue Gestaltung eines Radlagers insbesondere eine neue Ausbildung der Bohrung eines Radlagers. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Einheit eine modulartige Radnabe auf, die mithilfe der Einführung eines Modifikationskörpers für die Nabenbohrung sowohl bei Naben von passiven Rädern wie auch mit Naben von angetriebenen Rädern verwendet werden kann. Die Radnabe ist durch eine im Fachgebiet bekannte Radlager- und Achsschenkelanordnung drehbeweglich am Fahrzeug montiert, wobei das Radlager einen Innenring, einen Außenring und zwischen diesen Ringen angeordnete Wälzkörper aufweist.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Zusammenbau einer modulartigen Radnabe und eines Modifikationskörpers für die Nabenbohrung, wie diese weiter oben beschrieben wurden, zur Verfügung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die oben genannten und weitere Merkmale der hierin beschriebenen Ausführungen sowie die Art und Weise diese zu erlangen, werden durch die nun folgende Beschreibung mindestens eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich und besser verständlich. Nun folgt eine kurze Beschreibung dieser Zeichnungen.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Radnabeneinheit gemäß einem Ausführungsbeispiels der Erfindung.
2 ist eine Querschnittsansicht einer Nabe eines angetriebenen Rads gemäß dem Stand der Technik.
3 ist eine Querschnittsansicht einer Nabe eines passiven Rads gemäß dem Stand der Technik.
4 ist eine Seitenansicht eines Querschnitts der Radnabe entlang der Linie A-A in 1.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Querschnitts der Radnabe entlang der Linie A-A in 1.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Identisch gekennzeichnete Elemente in den verschiedenen Figuren sind gleiche Elemente aber tragen in der Beschreibung der jeweiligen Figur nicht immer die Bezugszahl. Die hierin enthaltene Erläuterung bezieht sich auf mindestens eine Ausführung in mindestens einer Form und eine solche Erläuterung soll auf keine Weise im Sinne einer Einschränkung des Geltungsbereichs der Ansprüche verstanden werden.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Radnabeneinheit gemäß einem Ausführungsbeispiels der Erfindung. Aus dieser Außenansicht her gesehen, könnte die Radnabeneinheit 100 für eine beliebige bekannte Radnabeneinheit gehalten werden und wird aus diesem Grund nur zum Zwecke einer vollständigen äußeren Beschreibung einer Radnabeneinheit verwendet werden. In dieser perspektivischen Ansicht sind sichtbar: eine Radnabe 1, ein integrierter Außenring 3, Bolzen 8 und Innendurchmesser 5.
2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Radnabeneinheit 200 für angetriebene Räder, gemäß dem Stand der Technik. Die Radnabeneinheit 200 weist eine Radnabe 201 auf, die drehbeweglich an einem Achsschenkel (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs normalerweise durch eine Bolzenverbindung durch den Flansch 2 des integrierten Außenrings 3 montiert ist. Zwischen den einstückig an einem Außendurchmesser der Nabe 201 bzw. an dem Innenring 4 geformten Laufbahnen 11 einerseits und den an einem Innendurchmesser des integrierten Außenrings 3 einstückig geformten Laufbahnen 12 andererseits sind Wälzkörper 10 angeordnet. Die Nabe 201 weist ein durchgehendes Loch und einen Innendurchmesser 5 auf, welches Loch sich von einem Ende der Nabe 201 bis zum anderen Ende erstreckt und in welches eine Antriebsachse (nicht gezeigt) eingesetzt werden kann. Bekannte Antriebsachseinheiten können auf verschiedene Art und Weise in den Innendurchmesser 5 der Nabe 201 gelagert werden einschließlich, aber nicht nur, mit Hilfe einer Keilnutenfläche auf dem Außendurchmesser der Antriebsachse (nicht gezeigt), welche Keilnutenfläche mit einer maschinell hergestellten Gegen-Keilnutenfläche 6 auf einer Fläche des Innendurchmessers 5 zusammenwirkt. Anschließend wird eine Antriebswelle (nicht gezeigt) festgeklemmt, normalerweise vom radseitigen Ende her und meist unter Verwendung einer Mutter (nicht gezeigt), die über eine Außenfläche der Antriebswelle aufgeschoben wird und gegen die Fläche 20 der Radnabeneinheit 200 drückt. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, kann dann ein Rad (nicht gezeigt) durch Verwendung von Montagebolzen 8 und Flügelmuttern (nicht gezeigt), die durch den Nabenflansch 7 durchgeführt werden, an die Radnabeneinheit 200 angebracht werden.
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Radnabeneinheit 300 für passive Räder, gemäß dem Stand der Technik. Die Radnabeneinheit 300 kann zusammengebaut und an einen Achsschenkel (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs und an ein Rad (nicht gezeigt) montiert werden, ähnlich wie bei der Radnabeneinheit 200 gemäß 2. Jedoch, als Nabe eines passiven Rads benötigt die Radnabeneinheit 300 kein Antriebselement. Da bei der Radnabeneinheit 300 kein Antriebselement durch einen Innendurchmesser eingeführt ist und auch ein Festklemmen des Antriebselements entfällt, kann die Nabeneinheit 300 Einiges an Steifigkeit verlieren. Folglich ist es aus dem Stand der Technik bekannt, einen einstückig angeformten Stützsteg 301 in einem Innendurchmesser 5 der Radnabe 302 vorzusehen und somit der Einheit Steifigkeit zu verleihen.
Es kann festgestellt werden, dass die Nabeneinheiten 200 und 300 gemäß den 2 bzw. 3 sich im Wesentlichen ähneln, wobei der Hauptunterschied in der Gestaltung und der Struktur des Innendurchmessers 5 liegt. Obwohl die Gestaltung des Lagers, der Wälzkörper und der zugehörigen Montagemerkmale je nach Anforderungen der jeweiligen Anwendung verschieden sein können und im Stand der Technik allgemein bekannt sind, zeigt sich die allgemeine Notwendigkeit einer Geometrie und eines Mechanismus zur Unterstützung eines Antriebselements in einer Anwendung bei angetriebenen Rädern wie auch die Notwendigkeit einer Stützstruktur oder eines Stegs zur Herstellung der Steifigkeit in einer Anwendung bei passiven Rädern in vielen verschiedenen Radgestaltungen, ebenfalls im Stand der Technik bekannt. Diese Beispiele werden aus diesem Grund lediglich zu Erläuterungszwecken verwendet.
4 ist eine Seitenansicht eines Querschnitts der Radnabeneinheit 100 entlang der Linie A-A in 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zum Zwecke der Erläuterung sind der integrierte Außenring 3, der Innenring 4, die Wälzkörper 10 und die allgemeinen Mantelmerkmale dieser Radnabeneinheit als identisch mit den Merkmalen gemäß den 2 und 3 dargestellt, obwohl die Erfindung sich nicht auf diese Art der Gestaltung beschränkt. Die modulartige Radnabe 1 weist eine Durchgangsbohrung mit Innendurchmesser 5 auf, die sich von einem Ende der Radnabe 1 bis zum anderen Ende erstreckt. Bei einer Anwendung bei einem angetriebenen Rad wird oft eine maschinelle Nachbearbeitung des Innendurchmessers 5 erforderlich einschließlich aber nicht begrenzt auf eine maschinelle Herstellung von Keilnuten auf einer Fläche des Innendurchmessers 5, ähnlich wie bei der in 2 gezeigten Radnabeneinheit 200 gemäß dem Stand der Technik. Alternativ kann der Modifikationskörper 15 für die Bohrung der Radnabe im Innendurchmesser 5 der modulartigen Radnabe 1 angeordnet sein. Der Modifikationskörper 15 verleiht der Radnabeneinheit 100 eine zusätzliche Steifigkeit insbesondere bei einer Anwendung bei passiven Rädern. Der Modifikationskörper 15 ist als ein massiver zylindrischer Block dargestellt, aber es sind eine Vielzahl von beliebigen Ausführungen möglich einschließlich der hohlen Form eines Rings oder der Form einer Hantel oder einer anderen steifen Kontur. Der Körper 15 kann durch eine Vielzahl von Methoden in dem Innendurchmesser 5 angeordnet werden einschließlich eines Presssitzes aber nicht darauf begrenzt. Wie dargestellt, kann die modulartige Radnabe 1 sowohl bei passiven wie auch bei angetriebenen Rädern verwendet werden.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Querschnitts der Radnabeneinheit 100 entlang der Linie A-A in 1 und zeigt die gleichen Merkmale wie bei 4 beschrieben.
Die vorangehende Beschreibung ist eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Die Beschreibungen und auch die Zeichnungen sind deshalb im Sinne von Erläuterungen und nicht im Sinne einer Beschränkung anzusehen. Es ist jedoch offensichtlich, dass verschiedene Modifizierungen und Änderungen an diesen Beispielen vorgenommen werden können, ohne dass man sich von dem breiteren Geist und dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung entfernt.
Außerdem muss es verstanden werden, dass die beigefügten Figuren, die die Funktionsweise und die Vorteile der Ausführungsbeispiele hervorheben, nur als Beispiel anzusehen sind. Die Architektur bzw. Konstruktion der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele ist hinreichend flexibel und veränderbar, so dass sie auch auf andere Art und Weise verwendet (und gesteuert) werden kann als in den beiliegenden Figuren gezeigt worden ist.
Obwohl hierin Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, wären dem Fachmann auf dem Gebiet viele zusätzliche Modifikationen und Varianten offensichtlich. Es muss deshalb verstanden werden, dass die Erfindung auch anderweitig als hierin beschrieben umgesetzt werden kann. Folglich sind die vorliegenden Ausführungsbeispiels in jeder Hinsicht als erläuternd und nicht als einschränkend zu betrachten.
Bezugszeichenliste

1: Modulartige Radnabe
2: Integrierter Flansch des Außenrings
3: Integrierter Außenring
4: Innenring
5: Innendurchmesser der Radnabe bzw. Bohrung
6: Keilnuten
7: Nabenflansch
8: Montagebolzen
10: Wälzkörper
11: Laufbahn
12: Laufbahn
15: Modifikationskörper für Bohrung der Radnabe
20: Klemmfläche
100: Radnabeneinheit
200: Radnabeneinheit
201: Radnabe
300: Radnabeneinheit
301: Einstückig angeformter Stützsteg
302: Radnabe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7806597 [0002]

Claims

Radlageranordnung mit mindestens zwei Reihen von Wälzkörpern zur Montage einer Radnabe; welche Radnabe eine innere Bohrung aufweist, die sich von einem axialem Ende bis zu einem gegenüberliegenden Ende erstreckt; welche Radnabe drehbeweglich durch die Wälzkörper abgestützt ist; mindestens einem Außenring und einer äußeren Laufbahn, mindestens einem Innenring und einer inneren Laufbahn, zwischen welchen äußeren und inneren Laufbahnen die Wälzkörper angeordnet sind; mindestens einem in der inneren Bohrung angeordneten Modifikationskörper für die Bohrung.
Radlager nach Anspruch 1, wobei die Radnabe für die Aufnahme eines Antriebselements, das sich mindestens teilweise durch die innere Bohrung erstreckt, modifiziert werden kann.
Radlager nach Anspruch 2, wobei die Modifizierung eine maschinelle Herstellung von Keilnuten in einer Fläche der inneren Bohrung beinhaltet.
Radlager nach Anspruch 1, wobei der Modifikationskörper für die Bohrung einen massiven zylindrischen Körper aufweist, dessen Außendurchmesser einem Durchmesser der inneren Bohrung in Wesentlichen ähnlich ist.
Radlager nach Anspruch 1, wobei der Modifikationskörper einen hohlen, ringförmigen zylindrischen Körper aufweist, dessen Außendurchmesser einem Durchmesser der inneren Bohrung in Wesentlichen ähnlich ist.
Modifikationskörper für eine Radlagerbohrung mit einem steif gestalteten, im Wesentlichen zylindrischen Körper, der in eine innere Bohrung einer Radnabe eingesetzt ist.
Modifikationskörper für eine Radlagerbohrung nach Anspruch 6, wobei der Modifikationskörper für die Bohrung einen massiven zylindrischen Körper aufweist, dessen Außendurchmesser einem Durchmesser der inneren Bohrung in Wesentlichen ähnlich ist.
Modifikationskörper für eine Radlagerbohrung nach Anspruch 6, wobei der Modifikationskörper für die Bohrung einen hohlen, ringförmigen zylindrischen Körper aufweist, dessen Außendurchmesser einem Durchmesser der inneren Bohrung in Wesentlichen ähnlich ist.