DE102015209315A1

DE102015209315A1 - Radlagereinheit und Herstellungsverfahren für eine Radlagereinheit

Info

Publication number: DE102015209315A1
Application number: DE102015209315.8A
Authority: DE
Inventors: Javed Shabbir Shaikh; Andreas Kaiser; Vimlesh Patel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2016-11-24

Abstract

Es ist eine Radlagereinheit (2) und ein Herstellungsverfahren für die Radlagereinheit (2) offenbart. Auf einem Innenringflansch (5) der Radlagereinheit (2) ist eine Stirnfläche (8) ausgebildet, die zum Teil von einem radial umlaufenden Kopfteil (10) der Nabe (7) radial bedeckt ist. An einer freiliegenden, ringförmigen Stirnfläche (12) des Innenringteils (6) ist eine Keilverzahnung (14) ausgebildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlagereinheit. Die Radlagereinheit umfasst einen Außenringflansch und einen Innenringflansch. Der Innenringflansch definiert eine innere Lauffläche für Wälzkörper eines Radlagers. Ebenso definiert der Außenringflansch eine äußere Lauffläche für Wälzkörper eines Radlagers. Der Innenringflansch ist dabei in Richtung einer Achse des Radlagers auf einer Nabe ausgebildet. Ein Innenringteil sitzt auf dem Innenringflansch und hat eine Stirnfläche ausgebildet, die zum Teil von einem radial umlaufenden Kopfteil der Nabe radial bedeckt ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Radlagereinheit.
Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2013 214 580 A1 offenbart eine Radlagereinheit zur Lagerung eines antreibbaren Fahrzeugrades. Diese umfasst eine einen Hohlraum bildende Radnabe, die über ein als Wälzlager ausgebildetes Radlager drehbar gelagert ist, wobei das Radlager in einem Radträger eingesetzt ist. Weiterhin ist die Radnabe über einen Radnabenflansch mit dem Fahrzeugrad und gegenseitig zu dem Radnabenflansch über eine Stirnverzahnung formschlüssig mit einem Antriebsgelenk verbunden.
Die deutsche Patentschrift DE 10 2007 053 728 B4 offenbart eine Nabeneinheit zur Übertragung von Drehmomenten um eine in einer axialen Richtung ausgerichteten Drehachse mit einer Stirnverzahnung, die sich in Umlaufrichtung um die Drehachse erstreckt. Die Stirnverzahnung weist eine Mehrzahl von Zähnen auf und jeder Zahn ist in einem Längsschnitt längs der Umlaufrichtung dreiecksähnlich ausgebildet, so dass zwei Zahnflanken gebildet sind, die in einem Zahnkopfbereich enden. Mindestens eine der Zahnflanken ist im Längsschnitt gegenüber einer gedachten, geraden Referenzflanke ballig ausgebildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radlagereinheit zu schaffen, die eine verbesserte Drehmomentübertragung von einem Antriebsschaft eines Antriebs auf die Radeinheit aufweist und dabei auch Gewicht einspart.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Radlagereinheit gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine Radlagereinheit hergestellt werden kann, die eine verbesserte Drehmomentübertragung von einem Antrieb an eine Radlagereinheit aufweist und dabei gleichzeitig Gewicht einspart.
Diese Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren für eine Radlagereinheit gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 4 umfasst.
Die erfindungsgemäße Radlagereinheit zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen Außenringflansch und einen Innenringflansch besitzt, die beide Laufflächen für die Wälzkörper mindestens eines Radlagers bilden. Zwischen dem Außenringflansch und dem Innenringflansch sind mehrere Wälzkörper vorgesehen, die für eine reibungsreduzierte Drehung eines Rades sorgen. Der Innenringflansch ist in Richtung einer Achse der Radlagereinheit auf einer Nabe ausgebildet. Ein Innenringteil, das auf dem Innenringflansch sitzt und eine Stirnfläche ausgebildet hat, ist zum Teil von einem radial umlaufenden Kopfteil der Nabe bedeckt. An einer freiliegenden, ringförmigen Stirnfläche des Innenringteils ist eine Keilverzahnung ausgebildet. Die Keilverzahnung wirkt mit einer Keilverzahnung eines Antriebs zur Erzeugung einer Drehbewegung formschlüssig zusammen.
Die freiliegende Stirnfläche des Innenringteils ist dabei derart ausgebildet, dass die Keilverzahnung einen größeren radialen Abstand zur Achse hat, als das radial umlaufende Kopfteil der Nabe.
Der Innenringteil des Innenringflansches ist mittels eines Presssitzes auf der Nabe der Radlagereinheit durch das radial umlaufende Kopfteil befestigt. Das Kopfteil kann gemäß einer Ausführungsform mittels eines Kaltumformprozesses ausgebildet werden, so dass dadurch das Innenringteil des Innenringflansches auf die Radlagereinheit gepresst wird.
Das Herstellungsverfahren für eine Radlagereinheit umfasst die folgenden Schritte:

– dass an einer Stirnfläche eines Innenringteils eines Innenringflansches an einem äußeren Ring eine radial umlaufende und ringförmige Keilverzahnung ausgebildet wird; und
– dass das Innenringteil auf einer Nabe der Radlagereinheit mittels eines Presssitzes befestigt wird, wobei ein Kopfteil der Nabe einen inneren Ring des Innenringteils, der ohne Keilverzahnung ist, bedeckt.

Die Verbesserung der Übertragung des Drehmoments von einem Antriebsschaft eines Antriebs auf die Radlagereinheit wird dadurch erreicht, dass der Durchmesser der Keilverzahnung am Innenringteil vergrößert wird. Die Vergrößerung der Keilverzahnung auf ein Ringteil der Stirnfläche des Innenringteils kann bis zu 15 mm betragen. Dadurch vergrößert sich das Drehmoment für den Antrieb erheblich im Vergleich zu den Radlagereinheiten des Standes der Technik. Die Keilverzahnung kann an der Stirnfläche des Innenringteils vor dem Anbringen des Innenringteils auf der Nabe hergestellt werden. Nachdem die Keilverzahnung an einem äußeren Ring des Innenringteils ausgebildet worden ist, wird der Innenringteil mittels eines Presssitzes auf der Nabe befestigt. Dadurch kann das Kopfteil der Nabe, der keine Keilverzahnung trägt, weniger mächtig ausgebildet werden, als das Kopfteil einer Nabe, wenn dieser die Keilverzahnungen ausgebildet hat. Ferner ist die Nabe als Hohlnabe ausgebildet, was ebenfalls zu einer Gewichtsreduktion der Radlagereinheit beiträgt.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Radlagereinheit, gemäß dem Stand der Technik;
2 eine perspektivische Ansicht im Teilschnitt einer Radlagereinheit des Standes der Technik in Verbindung mit einem Antrieb zur Drehung der Radlagereinheit um die Achse A;
3 eine perspektivische Teilansicht der erfindungsgemäßen Radlagereinheit; und
4 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Radlagereinheit.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.
1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Radlagereinheit 2 gemäß dem Stand der Technik. Die Radlagereinheit 2 dient zur Lagerung eines antreibbaren Fahrzeugrades (nicht dargestellt). Die Radlagereinheit 2 umfasst eine Nabe 7, die den Innenringflansch 5 trägt. Auf der Nabe 7 können die Radlager 9 positioniert werden. Die einzelnen Wälzkörper 9A des Radlagers 9 sind in einem Käfig 11 angeordnet und geführt. Das Radlager 9 ist zwischen dem Innenringflansch 5 bzw. Innenringteil 6 und dem Außenringflansch 4 angeordnet. Durch das Radlager 9 ist die Radlagereinheit 2 reibungsreduziert um die Achse A drehbeweglich. Das Kopfteil 10 der Nabe 7 hat eine Keilverzahnung 14 ausgebildet.
In diese Keilverzahnung 14 greift, wie in 2 dargestellt, eine Keilverzahnung 16 eines Antriebs 20 ein. Der Außenringflansch 4 ist außenseitig von einem Ringflansch 22 umschlossen, der mit einem Radträger (nicht dargestellt) verbunden ist. Der Antrieb 20 wird mittels einer Schraubverbindung 24 mit seiner Keilverzahnung 16 in Kontakt mit der Keilverzahnung 14 am Kopfteil 10 der Nabe 7 in Formschluss gebracht. Die Schraubverbindung 24 ist durch den Hohlraum 15 der Nabe 7 geführt. Die Schraubverbindung 24 ist dabei stirnseitig an der Nabe 7 abgestützt. Auf der vom Antrieb 20 abgewandten Seite der Radlagereinheit 2 ist am Außenringflansch 5 ein Nabenflansch 21 ausgebildet, an dem das Fahrzeugrad (nicht dargestellt) über Schraubverbindungen 25 befestigt werden kann.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Radlagereinheit 2 im Teilschnitt. Der radial umlaufende Kopfteil 10 der Nabe 7 bedeckt einen Teil der Stirnfläche 8 des Innenringteils 6 des Innenringflansches 5. Das Kopfteil 10 der Nabe 7 hat dabei keine Keilverzahnung 14 ausgebildet. Die Keilverzahnung 14 ist erfindungsgemäß an einer freiliegenden Stirnfläche 12 des Innenringteils 6 ausgebildet. Mittels dieser Keilverzahnung 14 an der freiliegenden Stirnfläche 12 des Innenringteils 6 kann somit die Drehbewegung eines Antriebs 20 (hier nicht dargestellt) mittels Formschluss auf die Keilverzahnung 14 des Innenringteils 6 übertragen werden.
4 zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Radlagereinheit 2. Hier ist deutlich zu erkennen, dass die Keilverzahnung 14 einen größeren radialen Abstand 17 zur Achse A besitzt, als ein radialer Abstand 18 des radial umlaufenden Kopfteils 10 der Nabe 7. Somit ist an einer Stirnfläche 12 des Innenringteils 6 an einem äußeren Ring 26 die radial umlaufende Keilverzahnung 14 ausgebildet. Das Innenringteil 6 wird mittels eines Presssitzes durch das Kopfteil 10 der Nabe 7 auf der Nabe, bzw. auf den Innenringflansch 5 befestigt. Dadurch liegt auf dem Innenringteil 6 ein innerer Ring 27, der durch das Kopfteil 10 der Nabe 7 gebildet ist und somit auch ohne Keilverzahnung 14 ausgeformt ist.
Bezugszeichenliste

2: Radlagereinheit
4: Außenringflansch
5: Innenringflansch
6: Innenringteil
7: Nabe
8: Stirnfläche
9: Radlager
9A: Wälzkörper
10: Kopfteil
11: Käfig
12: freiliegende Stirnfläche
14: Keilverzahnung
15: Hohlraum
16: Keilverzahnung
17: radialer Abstand der Keilverzahnung
18: radialer Abstand
20: Antrieb
21: Nabenflansch
22: Ringflansch
24: Schraubverbindung
25: Schraubverbindungen
26: äußerer Ring
27: innerer Ring
A: Achse

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

DE 102013214580 A1 [0003]
DE 102007053728 B4 [0004]

Claims

Radlagereinheit (2), umfassend einen Außenringflansch (4), der eine äußere Lauffläche für Wälzkörper (9A) definiert und einen Innenringflansch (5), der eine innere Lauffläche für Wälzkörper (9A) definiert und in Richtung einer Achse (A) der Radlagereinheit (2) auf einer Nabe (7) ausgebildet ist, ein Innenringteil (6), das auf dem Innenringflansch (5) sitzt und eine Stirnfläche (8) ausgebildet hat, die zum Teil von einem radial umlaufenden Kopfteil (10) der Nabe (7) radial bedeckt ist; dadurch gekennzeichnet, dass an einer freiliegenden, ringförmigen Stirnfläche (12) des Innenringteils (6) eine Keilverzahnung (14) ausgebildet ist, die mit einer Keilverzahnung (16) eines Antriebs (20) zur Drehbewegung um die Achse (A) formschlüssig zusammenwirkt.
Radlagereinheit (2) nach Anspruch 1, wobei die freiliegende Stirnfläche (12) des Innenringteils (6) mit der Keilverzahnung (14) einen größeren radialen Abstand (17) zur Achse (A) hat, als ein radialer Abstand (18) des radial umlaufenden Kopfteils (10) der Nabe (7).
Radlagereinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das Innenringteil (6) mittels Presssitz auf der Nabe (7) der Radlagereinheit (2) durch das radial umlaufende Kopfteil (10) befestigt ist.
Herstellungsverfahren für eine Radlagereinheit (2) umfassend die Schritte: • dass an einer Stirnfläche (8) eines Innenringteils (6) eines Innenringflansches (5) an einem äußeren Ring (26) eine radial umlaufende und ringförmige Keilverzahnung (14) ausgebildet wird; und • dass das Innenringteil (6) auf einer Nabe (7) der Radlagereinheit (2) mittels eines Presssitzes befestigt wird, wobei ein Kopfteil (10) der Nabe (7) einen inneren Ring (27) des Innenringteils (6), der ohne Keilverzahnung (14) ist, bedeckt.