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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlageranordnung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.
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Aus der
DE 36 18 130 C2 ist eine Radlagerungs-Gleichlaufgelenk-Einheit bekannt, bei der die Verbindung zwischen einem Radlager und einem Gleichlaufgelenk lösbar ausgebildet ist. Zur axialen Verbindung mit dem Gleichlaufgelenk und der Radlageranordnung durchsetzt eine Zentralschraube die Radnabe und greift in eine Bohrung eines Gelenkkörpers, insbesondere in einen Zapfenansatz am äußeren Gelenkkörper, ein. Des Weiteren sind an der Zentralschraube zur drehfesten Verbindung an der Radnabe und dem Gelenkkörper ergänzende gerade zylindrische Verzahnungen vorgesehen. Für Radlagerungen mit gesondert ausgebildeten Lagerinnenringen entspricht der Durchmesser des Kopfkreises der Außenverzahnung an der Radnabe etwa dem Durchmesser am Sitz des gelenkseitigen Lagerinnenrings auf der Radnabe.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
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Es wird eine Radlageranordnung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, die einen Radträger und einen radseitig in Axialrichtung über den Radträger hervorstehenden und mit diesem lösbar verbundenen Achszapfen umfasst. Die Begrifflichkeit „radseitig“ bezieht sich auf die einbaugemäße Orientierung des Radträgers, in der dieser im Querschnitt eine dem Aufbau zugewandte Seite (d.h. aufbauseitige Fläche) und eine dem Rad zugewandte Seite (d.h. radseitige Fläche) aufweist. Der Radträger und der Achszapfen sind als zwei separate Bauteile ausgebildet und lösbar miteinander verbunden. Die Radlageranordnung umfasst ferner eine Radnabe zum drehfesten Aufnehmen eines Rades, ein Lager, mittels dem die Radnabe drehbar auf dem Achszapfen gelagert ist, und ein Spannelement, das das Lager in Axialrichtung mit dem Radträger verspannt. Der Achszapfen ist als Spannelement ausgebildet, so dass dieser das Lager, insbesondere unmittelbar und/oder mittels Formschluss, mit einer Vorspannkraft in Richtung des Radträgers drückt. Hierdurch kann ein bislang notwendiges separates Spannelement eingespart werden. Des Weiteren kann radseitig zusätzlicher Bauraum geschaffen werden, der zur konstruktiven oder gestalterischen Auslegung der Radfelge genutzt werden kann. Ein weiterer Vorteil des als Spannelement ausgebildeten Achszapfens besteht darin, dass das Lager zusammen mit dem Achszapfen zulieferseitig als eine Vormontageeinheit ausgebildet sein kann. Hierdurch entfällt bei der Endmontage der Radlageranordnung der zeitaufwändige Arbeitsschritt des kraftschlüssigen Lageraufpressens auf den Achszapfen, so dass endmontageseitig die Herstellungskosten der Radlageranordnung reduziert werden können.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Achszapfen, insbesondere an seinem Außenumfang und/oder im Bereich seines dem Radträger abgewandten Endes, ein axiales Anschlagselement aufweist. Das axiale Anschlagselement ist vorzugsweise ein Bund und/oder ein Absatz. Hierdurch kann mit konstruktiv einfachen Mitteln eine unidirektionale formschlüssige Kopplung zwischen dem als Spannelement ausgebildeten Achszapfen und dem Lager, insbesondere in Richtung des Radträgers, ausgebildet werden. Insbesondere können Achszapfen und Anschlagselemente einstückig ausgebildet sein.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Lager, insbesondere ein Lagerinnenring des Lagers, in einem Lagersitzabschnitt des Achszapfens angeordnet ist und/oder in Axialrichtung mit seiner dem Radträger abgewandten Stirnseite an dem Anschlagselement anliegt. Hierdurch wird das Lager, insbesondere dessen Lagerinnenring, vom Anschlagselement unmittelbar in Richtung des Radträgers gedrückt. Ein zusätzliches Spannelement kann somit radseitig entfallen, wodurch die axialen Abmaße der Radlageranordnung in diesem Bereich reduziert werden können. Dieser radseitige Bauraumgewinn kann dann wiederum zur Optimierung der Radfelgengeometrie genutzt werden.
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Zum Verspannen des Lagers mit dem Radträger ist es vorteilhaft, wenn der Achszapfen, insbesondere dessen Anschlagselement, das Lager, insbesondere den Lagerinnenring, in Axialrichtung mittelbar – d.h. unter Zwischenschaltung zumindest eines weiteren Bauteils – oder unmittelbar – d.h. ohne Zwischenschaltung eines zusätzlichen Bauteils – gegen eine, insbesondere in Richtung des Lagers zeigende, erste Anlagefläche des Radträgers drückt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist, insbesondere am Außenumfang des Achszapfens, in Axialrichtung zwischen dem Lager, insbesondere seiner dem Radträger zugewandten Stirnseite, und dem Radträger, insbesondere seiner ersten Anlagefläche, ein Distanzring angeordnet. Mittels diesem kann bei sehr hohen axialen Vorspannkräften die Flächenpressung am Radträger vermindert werden. Des Weiteren kann mittels des Distanzrings die Axialposition der Radnabe zum Radträger eingestellt werden, indem je nach Bedarf die axiale Länge des Distanzrings angepasst wird.
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Zum lösbaren Befestigen des Achszapfens am Radträger ist es vorteilhaft, wenn der Achszapfen, insbesondere im Bereich seines dem Radträger zugewandten Endes, einen Befestigungsabschnitt aufweist. Vorzugsweise weist der Achszapfen in diesem Befestigungsabschnitt ein Außengewinde auf, insbesondere ein Ferngewinde.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Achszapfen im nicht verspannten Zustand der Radlageranordnung gegenüber dem Radträger in Axialrichtung verschiebbar ausgebildet ist. Vorteilhafterweise kann der Achszapfen somit zum Verspannen des Lagers mit dem Radträger in Richtung des Radträgers bewegt werden.
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Zur radseitigen Montage des als Spannelement ausgebildeten Achszapfens ist es vorteilhaft, wenn der Achszapfen mit seinem dem Radträger zugewandten Ende in eine Gewindebohrung des Radträgers eingeschraubt ist.
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Alternativ ist es für eine aufbauseitige Montage vorteilhaft, wenn der Radträger eine Durchgangsöffnung aufweist, durch die sich der Achszapfen zumindest teilweise erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich der Achszapfen in Axialrichtung mit einem, insbesondere zwischen dem Lagersitzabschnitt und dem Befestigungsabschnitt ausgebildeten, Zwischenabschnitt. In dem aufbauseitig aus der Durchgangsbohrung ragenden Befestigungsabschnitt kann dann ein Befestigungsmittel zum lösbaren Befestigen des Achszapfens am Radträger angebracht, insbesondere aufgeschraubt, werden. Durch eine derartige aufbauseitige Verschraubung kann vorteilhafterweise die radseitige Bautiefe des Achszapfens reduziert werden. Dieser Bauraumgewinn kann dann wiederum beispielsweise zur ästhetischen Gestaltung der Felge genutzt werden.
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Um den Achszapfen radseitig einfach in die Durchgangsöffnung einführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Lagersitzabschnitt im Vergleich zum Befestigungsabschnitt einen größeren Durchmesser aufweist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Radlageranordnung eine formschlüssige Verdrehsicherung zum drehfesten Verbinden des Achszapfens mit dem Radträger auf. Hierdurch muss vorteilhafterweise bei der aufbauseitigen Befestigung des Befestigungsmittels, insbesondere einer Mutter, der Achszapfen zur Vermeidung einer Drehbewegung nicht entgegengehalten werden, wodurch die Montage erleichtert wird.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Verdrehsicherung einen am Achszapfen, insbesondere an dessen Außenumfang und/oder Zwischenbereich, ausgebildeten ersten Koppelbereich und einen am Radträger, insbesondere am Innenumfang der Durchgangsöffnung, ausgebildeten zweiten Koppelbereich aufweist. Diese greifen in Umfangsrichtung derart formschlüssig ineinander, dass der Achszapfen und der Radträger zueinander drehfest und/oder in Axialrichtung verschiebbar gekoppelt sind. Hierdurch kann der als Spannelement ausgebildete Achszapfen zum einen sehr leicht in Axialrichtung in die Durchgangsöffnung des Radträgers eingeführt werden und ist zum anderen beim Verspannen mit dem Radträger vor Verdrehung gesichert, wodurch die Montage stark erleichtert wird.
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Eine in Umfangsrichtung drehfeste und zugleich in Axialrichtung verschiebbare Kopplung zwischen Achszapfen und Radträger kann konstruktiv einfach umgesetzt werden, wenn der erste und/oder zweite Koppelbereich als eine, insbesondere in Längsrichtung orientierte, Rändelung und/oder als ein, insbesondere in Längsrichtung orientierter, Mehrkant ausgebildet ist.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Radlageranordnung ein im Befestigungsabschnitt des Achszapfen angebrachtes Befestigungsmittel, insbesondere eine aufgeschraubte Mutter, umfasst, das mit seiner dem Radträger zugewandten Stirnseite an einer zweiten Anlagefläche des Radträgers anliegt. Durch diese aufbauseitige Verschraubung kann vorteilhafterweise radseitig zusätzlicher Bauraum zur Auslegung der Radfelge geschaffen werden.
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Nachfolgend ist die Erfindung anhand von einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine Querschnittsansicht einer Radlageranordnung.
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1 zeigt eine Querschnittansicht einer Radlageranordnung 1 für ein hier nicht dargestelltes Kraftfahrzeug. Die Radlageranordnung 1 umfasst einen Radträger 2. Der Radträger 2 ist aufbauseitig mit hier nicht dargestellten Lenkern gelenkig und/oder starr verbunden. 1 zeigt den Radträger 2 in seiner Einbaulage, in der dieser eine dem hier nicht dargestellten Aufbau zugewandte Aufbauseite 3 sowie eine dem hier nicht dargestellten Rad zugewandte Radseite 4 aufweist. Das hier nicht dargestellte Rad ist an dem Radträger 2 drehbar angeordnet. Hierfür umfasst die Radlageranordnung 1 einen in Axialrichtung über die Radseite 4 hervorstehenden Achszapfen 5. Dieser ist mit dem Radträger 2 lösbar verbunden und in einem nicht verspannten Zustand der Radlageranordnung 1 gegenüber dem Radträger 2 in Axialrichtung beweglich ausgebildet.
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Am Außenumfang 6 des Achszapfens 5 ist ein Lager 7 angeordnet, mittels dem eine hier nicht dargestellte Radnabe drehbar auf dem Achszapfen 5 gelagert ist. Die hier nicht dargestellte Radnabe umfasst vorzugsweise einen Radflansch, mit dem das hier nicht dargestellte Rad verschraubt ist. Das Lager 7 umfasst einen radial inneren Lagerinnenring 8 sowie einen radial äußeren Lageraußenring 9. Der Lageraußenring 9 kann einteilig mit der hier nicht dargestellten Radnabe ausgebildet sein. Alternativ kann der Lageraußenring 9 aber auch kraft- und/oder formschlüssig mit der hier nicht dargestellten Radnabe verbunden sein.
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Der Lagerinnenring 8 ist mit dem Achszapfen 5 form- und/oder kraftschlüssig verbunden. Hierfür ist das Lager 7 auf einen Lagersitzabschnitt 10 des Achszapfens 5 kraftschlüssig aufgepresst. Das Lager 7 und der Achszapfen 5 bilden somit eine Vormontageeinheit, die bereits zulieferseitig vor der Endmontage der Radlageranordnung 1 vormontiert wird.
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Gemäß 1 ist der Achszapfen 5 als Spannelement 11 ausgebildet. Der Achszapfen 5 bewirkt demnach ein axiales Verspannen des Lagers 7 mit dem Radträger 2. Hierfür drückt der Achszapfen 5 das Lager 7, insbesondere unmittelbar, durch eine während des Verspannens stattfindende axiale Relativbewegung des Achszapfens 5 gegenüber dem Radträger 2 mit einer definierten Vorspannkraft in Richtung des Radträgers 2. Um das Lager 7 mit dieser definierten Vorspannkraft in Richtung des Radträgers 2 drücken zu können, ist der Achszapfen 5 im losen Zustand – d.h. wenn keine Vorspannkraft anliegt – gegenüber dem Radträger in Axialrichtung verschiebbar ausgebildet.
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Des Weiteren weist der Achszapfen 5 zum Verspannen des Lagers 7 mit dem Radträger 2 ein axiales Anschlagselement 13 auf. Dieses ist an einem dem Radträger 2 abgewandten ersten Ende 12 des Achszapfens 5 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Anschlagselement 13 als Bund ausgebildet. Das Lager 7, insbesondere dessen Lagerinnenring 8, liegt mit seiner dem Radträger 2 abgewandten ersten Stirnseite 14 an dem Anschlagselement 13 an. Das Lager 7 ist somit unidirektional, d.h. in nur eine der beiden Axialrichtungen, nämlich in Richtung des Radträgers 2, mit dem Achszapfen 5 formschlüssig gekoppelt. Der Achszapfen 5 drückt das Lager 7 somit über einen in Axialrichtung zwischengeschalteten Distanzring 15 mittelbar gegen eine erste Anlagefläche 16 des Radträgers 2. Der Distanzring 15 liegt radseitig an einer zweiten Stirnseite 17 des Lagers 7 sowie aufbauseitig an der ersten Anlagefläche 16 des Radträgers 2 an.
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Zum Einstellen der Vorspannkraft ist der Achszapfen 5 lösbar und gegenüber dem Radträger 2 in Axialrichtung verschiebbar mit diesem verbunden. Hierfür weist der Radträger 2 eine Durchgangsöffnung 18 auf. Durch diese Durchgangsöffnung 18 erstreckt sich der Achszapfen 5. Zum Zentrieren des Achszapfens 5 liegt dieser im Bereich der Durchgangsöffnung 18 mit einem Zwischenabschnitt 19 am Innenumfang 20 der Durchgangsöffnung 18 an.
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Der Achszapfen 5 weist an seinem dem Radträger 2 zugewandten zweiten Ende 21 einen Befestigungsabschnitt 22 auf. Der Achszapfen 5 erstreckt sich soweit durch die Durchgangsöffnung 18 des Radträgers 2 hindurch, dass dessen Befestigungsabschnitt 22 gegenüber dem Radträger 2 aufbauseitig angeordnet ist. Die Endmontage der Achszapfen-Lager-Einheit 5, 7 erfolgt demnach von der Fahrzeuginnenseite.
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Zum axialen Fixieren des Achszapfens 5 in der in 1 dargestellten Spannposition ist im Befestigungsabschnitt 22 des Achszapfens 5 ein Befestigungsmittel 23 angeordnet. Dieses dient dazu, die gewünschte Vorspannkraft einzustellen, mittels derer das Anschlagselement 13 des Achszapfens 5 in Richtung der ersten Anlagefläche 16 des Radträgers 2 gedrückt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Befestigungsmittel 23 eine ein Innengewinde aufweisende Mutter, die auf ein im Befestigungsabschnitt 22 ausgebildetes Außengewinde 24 des Achszapfens 5 aufbauseitig aufgeschraubt ist. Hierbei stützt sich die Mutter stirnseitig an einer zweiten Anlagefläche 25 des Radträgers 2 ab.
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Um den Achszapfen 5 beim Aufschrauben des Befestigungsmittels 23 nicht festhalten zu müssen, weist die Radlageranordnung 1 eine formschlüssige Verdrehsicherung 26 auf. Diese ist im Bereich der Durchgangsöffnung 18 sowie des Zwischenabschnitts 19 ausgebildet. Die Verdrehsicherung 26 umfasst einen am Achszapfen 5 ausgebildeten ersten Koppelbereich 27 sowie einen am Radträger 2 ausgebildeten zweiten Koppelbereich 28. Diese greifen in Umfangsrichtung derart formschlüssig ineinander, dass der Achszapfen 5 drehfest mit dem Radträger 2 gekoppelt ist. Zugleich sind die beiden Koppelbereiche 27, 28 derart ausgebildet, dass der Achszapfen 5 gegenüber dem Radträger 2 im nicht verspannten Zustand axial verschiebbar ist. Hierdurch ist der Achszapfen 5 zum einen in die Durchgangsöffnung 18 einführbar und kann zum anderen als Spannelement 11 wirken. Die Verdrehsicherung kann als axiale Längsrändelung ausgebildet sein. Alternativ kann am Innenumfang der Durchgangsöffnung 18 ein Innenmehrkant und am Außenumfang des Achszapfens 5 im Bereich des Zwischenabschnitts 19 ein Außenmehrkant ausgebildet sein, die in Umfangsrichtung formschlüssig ineinandergreifen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radlageranordnung
- 2
- Radträger
- 3
- Aufbauseite
- 4
- Radseite
- 5
- Achszapfen
- 6
- Außenumfang
- 7
- Lager
- 8
- Lagerinnenring
- 9
- Lageraußenring
- 10
- Lagersitzabschnitt
- 11
- Spannelement
- 12
- erstes Ende
- 13
- Anschlagselement
- 14
- erste Stirnseite
- 15
- Distanzring
- 16
- erste Anlagefläche
- 17
- zweite Stirnseite
- 18
- Durchgangsöffnung
- 19
- Zwischenabschnitt
- 20
- Innenumfang
- 21
- zweites Ende
- 22
- Befestigungsabschnitt
- 23
- Befestigungsmittel
- 24
- Außengewinde
- 25
- zweite Anlagefläche
- 26
- Verdrehsicherung
- 27
- erster Koppelbereich
- 28
- zweiter Koppelbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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