DE102015217082A1

DE102015217082A1 - Radnabenanordnung für eine angetriebene Fahrzeugachse sowie Gelenkwelle hierzu

Info

Publication number: DE102015217082A1
Application number: DE102015217082.9A
Authority: DE
Inventors: Florian Umbach; Melissa Schürmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2017-03-09

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radnabenanordnung für eine angetriebene Fahrzeugachse. Die erfindungsgemäße Radnabenanordnung umfasst eine Radnabe, einen Nabenträger, eine Lagereinrichtung, zur Lagerung der Radnabe in dem Nabenträger zum Umlauf um eine Radnabenachse, und ein Gelenkwellenanschlussteil, zur Einkoppelung eines Antriebsdrehmomentes in die Radnabe. Die Radnabe und das Gelenkwellenanschlussteil sind über radnabenseitige, sowie gelenkwellenseitige Komplementärgeometrien miteinander torsionssteif formschlüssig gekoppelt und jene Komplementärgeometrien sind durch Fügung entlang einer zur Radnabenachse parallelen Fügeachse miteinander in Eingriff gebracht, wobei die die zur Koppelung der Radnabe mit dem Gelenkwellenanschlussteil vorgesehene Komplementärgeometrie als Kreisbogenstirnverzahnung gestaltet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radnabenanordnung für eine angetriebene Fahrzeugachse, mit einer Radnabe, einem Nabenträger, einer Lagereinrichtung, zur Lagerung der Radnabe in dem Nabenträger zum Umlauf um eine Radnabenachse, und einem Gelenkwellenanschlussteil, zur Einkoppelung eines Antriebsdrehmomentes in die Radnabe, wobei die Radnabe und das Gelenkwellenanschlussteil über radnabenseitige, sowie gelenkwellenseitige Komplementärgeometrien miteinander formschlüssig torsionssteif gekoppelt sind und wobei jene Komplementärgeometrien durch Fügung entlang einer zur Radnabenachse parallelen Fügeachse miteinander in Eingriff gebracht sind. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf eine Gelenkwelle für eine derartige Radnabenanordnung.
Aus DE 10 2012 008 155 A1 ist eine Radnabenanordnung der oben genannten Art mit einem Gleichlaufgelenk für ein Kraftfahrzeug bekannt. Das Gleichlaufgelenk umfasst ein im Axialschnitt glockenartiges Gelenkwellenanschlussteil, an welches sich ein außenverzahnter Buchsenabschnitt anschließt, der in eine komplementär innenverzahnte Axialbohrung einer Radnabe eingeschoben und über eine Zentralschraube in der Radnabe gesichert ist. Die Radnabe ist über eine zweireihige Wälzlageranordnung in einem Nabenträger gelagert.
Die zwischen der Radnabe und dem Gleichlaufgelenk vorgesehene Verzahnung ist üblicherweise als zylindrische Kerbverzahnung gestaltet. Diese Verzahnung wirkt formschlüssig und benötigt prinzipiell ein gewisses Fügespiel. Dieses Fügespiel kann sich über die Laufleistung des Fahrzeugs vergrößern und bei Wechselbelastungen im Antriebsstrang zu Geräuschen führen. Dieser Effekt tritt besonders bei leistungsstarken frontgetriebenen Fahrzeugen mit großen Rädern auf. Zur Minimierung des Fügespiels bei zylindrischen Kerbverzahnungen werden bewusste Formabweichungen, z.B. sog. “Helix-Verdrehung oder Verprägungen der zylindrischen Verzahnung sowie Klebstoffe eingesetzt, um den Formschluss zu unterstützen. Diese Maßnahmen sind in der Umsetzung jedoch teuerer und der Fügeprozess ist erschwert, da die zu fügenden Bauteile über eine große Fügestrecke mit großen Fügekräften gegeneinander bewegt werden müssen. Zudem haben diese definiert vorgesehenen Formabweichungen aufgrund von Setzvorgängen nur begrenzte Wirksamkeit.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Randnabenanordnung für eine über eine Gelenkwelle angetriebene Fahrzeugachse zu schaffen, die sich durch einen robusten Aufbau auszeichnet und unter fertigungs- und montagetechnischen Gesichtspunkten Vorteile gegenüber bisherigen Bauformen bietet.
Erfindungsgemäße Lösung
Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Radnabenanordnung für eine angetriebene Fahrzeugachse, mit:

– einer Radnabe,
– einem Nabenträger,
– einer Lagereinrichtung zur Lagerung der Radnabe in dem Nabenträger zum Umlauf um eine Radnabenachse, und
– einem Gelenkwellenanschlussteil zur Einkoppelung eines Antriebsdrehmomentes in die Radnabe,
– wobei die Radnabe und das Gelenkwellenanschlussteil über radnabenseitige sowie gelenkwellenseitige Komplementärgeometrien miteinander torsionssteif formschlüssig gekoppelt sind und wobei jene Komplementärgeometrien durch Fügung entlang einer zur Radnabenachse parallelen Fügeachse miteinander in Eingriff gebracht sind, und wobei
– die die zur Koppelung der Radnabe mit dem Gelenkwellenanschlussteil vorgesehene Komplementärgeometrie als Kreisbogenstirnverzahnung gestaltet ist.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Radnabenanordnung zu schaffen, bei welcher im Zuge einer axialen Zusammenspannung der Radnabe und des Gelenkwellenanschlussteiles das Fügespiel zwischen diesen Komponenten beseitigt werden kann und die Drehmomentübertragung zwischen der Radnabe und dem Gelenkwellenanschlussteil über einen großen, in einander zugewandte Stirnbereiche eingeformten Kontaktflächenbereich bewerkstelligt werden kann.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die radnabenseitige Kreisbogenstirnverzahnung derart gestaltet und dimensioniert, dass deren radial zur Radnabenachse gemessene radiale Gesamterstreckung größer ist als deren in Richtung der Radnabenachse gemessene axiale Erstreckung. Die Kreisbogenstirnverzahnung kann hierbei insbesondere derart gestaltet sein, dass diese bis an das Außenrand-Radialniveau der dem Gelenkwellenanschlussteil zugewandten Stirnfläche der Radnabe heranragt.
Die Kreisbogenstirnverzahnung ist derart gestaltet, dass diese wenigstens einen entlang eines Kreisbogens verlaufenden Steg umfasst, wobei der Krümmungsmittelpunkt jenes Kreisbogens zur Radnabenachse radial versetzt ist. Eine besonders hohe Tragfähigkeit der erfindungsgemäßen Kreisbogenstirnverzahnung wird weiterhin in vorteilhafter Weise erreicht, indem die Profilierung wenigstens zwei Stege umfasst, die um separate, jeweils radial von der Radnabenachse beabstandete und dabei zudem vorzugsweise zu dieser Radnabenachse äquidistant diametral angeordnete Krümmungszentren gekrümmt verlaufen. Die Kreisbogenstirnverzahnung erstreckt sich in einem scheibenartigen, zur Radnabenachse radial ausgerichteten Raumbereich dessen radiale Erstreckung größer ist als dessen in Richtung der Radnabenachse gemessene axiale Erstreckung. Die durch den genannten Krümmungsmittelpunkt des Kreisbogens verlaufende Stegkrümmungsachse erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Radnabenachse. Die radnabenseitige Struktur der Kreisbogenstirnverzahnung und die gelenkwellenseitige Struktur der Kreisbogenstirnverzahnung sind vorzugsweise identisch ausgebildet und in einer Winkellage zusammengefügt in welcher die radnabenseitigen Stege in die gelenkwellenseitigen Nuten eingreifen können. Blickt man frontal auf die Stirnseiten der jeweiligen kreisbogen-stirnverzahnten Strukturen so erscheinen diese als identische Geometrien die mit einem Winkelversatz von 180° gefügt werden.
Soweit die Kreisbogenstirnverzahnung zwei durch wenigstens eine Nut von einander getrennte Stege aufweist, sind diese vorzugsweise derart gestaltet, dass jeder dieser beiden Stege einen Bogenabschnitt aufweist der sich mit enger Kreis-Krümmung um eines der Krümmungszentren erstreckt und sich an einen zweiten Bogenabschnitt anschließt, der sich mit einer geringeren Kreis-Krümmung, d.h. einem größeren Krümmungsradius um das entsprechende andere Krümmungszentrum herum erstreckt.
Die erfindungsgemäß zur Koppelung der Radnabe mit dem Gelenkwellenanschlussteil vorgesehene Kreisbogenstirnverzahnung ist weiterhin vorzugsweise so gestaltet, dass wenigstens ein Steg der Kreisbogenstirnverzahnung eine Keilprofilierung aufweist, so dass sich der jeweilige Steg zu seinem Fußbereich hin erweitert und jene diesen Steg aufnehmende Nut sich zu ihrem Bodenbereich hin verjüngt. Die Keilwinkel sind dabei vorzugsweise so gestaltet, dass die beiden Komponenten in verbautem Zustand miteinander in Umfangsrichtung spielfrei gefügt sind. Der Keilwinkel kann derart flach gewählt sein, dass die Fügung der Bauteile selbsthemmend ist und die Demontage zumindest geringe Auszugskräfte erfordert. Es ist möglich, die zur Herbeiführung eines ggf. gewünschten Presssitzes erforderlichen Übermaße an lediglich einer der beiden Strukturen, vorzugsweise an der gelenkwellenseitigen Struktur vorzusehen.
Die Kreisbogenstirnverzahnung ist weiterhin vorzugsweise derart gestaltet, dass die in Richtung der Lagerachse gemessene Tiefe der jeweiligen Nut kleiner oder gleich der Breite eines zwischen zwei Nuten liegenden Steges ist.
Die Lagereinrichtung kann in vorteilhafter Weise als mehrreihiges Wälzlager mit einer ersten Wälzkörperlaufreihe und einer zweiten Wälzkörperlaufreihe ausgeführt sein, wobei sich die Kreisbogenstirnverzahnung dann vorzugsweise in einem axial zwischen diesen Laufreihen liegenden Bereich erstreckt. Die erste Wälzkörperlaufreihe kann dann auf einer Wälzkörperlaufbahn abrollen, die durch einen Umfangsabschnitt der Radnabe bereitgestellt ist, und die zweite Wälzkörperlaufreihe kann auf einer Wälzkörperlaufbahn abrollen, die durch einen Umfangsabschnitt des Gelenkwellenanschlussteiles bereitgestellt ist.
Alternativ zu der vorangehend beschriebenen Bauform ist es auch möglich, die Lageranordnung so zu gestalten, dass die Lagereinrichtung als mehrreihiges Wälzlager mit einer ersten Wälzkörperlaufreihe und einer zweiten Wälzkörperlaufreihe ausgebildet ist, und sich die Kreisbogenstirnverzahnung in einem Bereich erstreckt der sich auf der Seite des Gelenkwellenanschlussteiles axial jenseits des zwischen den Laufreihen liegenden Bereichs befindet. Bei dieser Bauform können dann eine oder beide der inneren Laufbahnen welche die erste oder zweite Wälzkörperlaufreihe führen durch einen oder zwei separat gefertigte Lagerinnenringe bereitgestellt werden.
Die erfindungsgemäße Lageranordnung kann weiterhin so aufgebaut sein, dass diese eine Spannschraube umfasst, die gleichachsig zur Radnabenachse angeordnet ist und sich durch die Radnabe hindurch in einen Abschnitt des Gelenkwellenanschlussteiles hinein erstreckt. Dieses Konzept eignet sich sowohl für Bauformen bei welchen die Kreisbogenstirnverzahnung sich in einem axial zwischen den Wälzkörperlaufreihen liegenden Bereich erstreckt, als auch für Bauformen, bei welchen sich die Kreisbogenstirnverzahnung in einem zum Zwischenbereich der Wälzkörperlaufreihen axial versetzten Bereich erstreckt.
Das Gelenkwellenanschlussteil kann so aufgebaut sein, dass dieses einen glockenartigen Kopf- oder Gehäuseabschnitt eines homokinetischen Wellengelenks bildet, wobei dann die Kreisbogenstirnverzahnung an einem in Einbaustellung der Radnabe zugewandten Stirnflächenabschnitt jenes Kopfabschnitts ausgebildet sein kann.
Durch die Kombination aus Reib- und Formschluss der Kreisbogen-Stirnverzahnung können hohe Drehmomente in beide Drehrichtungen sowie hohe Querkräfte übertragen werden. Die Koppelung der Radnabe mit dem Gelenkwellenanschlussteil auf diesem Wege schafft eine robuste und überlastsichere Verbindung. Mit der Anwendung der Kreisbogen-Stirnverzahnung mit Keilprofil an PKW-Radnaben können die Antriebsdrehmomente, die Biegemomente aus den Seitenkräften an den Fahrzeugrädern, sowie die Querkräfte an der Radnabe zuverlässig mit hoher Sicherheitsreserve übertragen werden. Zusätzlich wird die Radlagerfixierung und die Radlagervorspannung erzeugt. Die Lagerfixierung und Lagervorspannung können bei Verwendung der Kreisbogen-Stirnverzahnung auch mit einer üblichen Wälznietung erfolgen.
Hinsichtlich der Gestaltung einer Gelenkwelle wird die eingangs angegebene der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch eine Gelenkwelle mit den in Patentanspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst.
Für die Lage der Kreisbogen-Stirnverzahnung bestehen insbesondere folgende bevorzugte alternative Positionen:

1. Anordnung der Kreisbogen-Stirnverzahnung zwischen den Lagerreihen der doppelreihigen Lager, oder
2. Anordnung der Kreisbogen-Stirnverzahnung zwischen der dem Fahrzeuginneren zugewandten weiter innen liegenden Lagerreihe und dem Gehäuse des homokinetischen Gelenkes.

Die Kreisbogenstirnverzahnung umfasst mindest eine sich zum Nutboden hin verjüngende Nut die einer zur Radnabenachse radialen Ebene von vorzugsweise konstanter Breite ist. Jede Stirnverzahnung kann eine oder mehrere derartige Nuten umfassen. Die Stirnverzahnungen sind komplementär ausgebildet, d.h., in eine Nut einer Stirnverzahnung greift ein Steg der anderen Stirnverzahnung. Die Nut und der Steg weisen eine im Querschnitt zu dem Längsverlauf der Nut bzw. des Stegs komplementäre Form auf. Die fertigungstechnisch einfachste Lösung sind Nuten in Form von mehrgängigen Halbkreisen. Mit einer Fräsvorrichtung an einer Drehmaschine oder mit einer Fräsmaschine lässt sich die erfindungsgemäße, stirnseitige Halbkreiskontur in einer Aufspannung der Nabe oder des Gelenkwellenanschlussteils zusammen mit der jeweiligen übrigen Bearbeitung durchführen. Die Längsmittellinie der Nut bildet in wenigstens einem Abschnitt der Nut einen Kreisbogen um einen ersten Mittelpunkt und in wenigstens einem anderen Abschnitt der Nut einen Kreisbogen um zumindest einen zweiten Mittelpunkt. Der erste Mittelpunkt und der zweite Mittelpunkt sind z. B. voneinander beabstandet. Die Längsmittellinie der Nut kann mehrere Kreisbögen um den ersten Mittelpunkt und/oder mehrere Kreisbögen um den zweiten Mittelpunkt bilden. Zumindest einen zweiten Mittelpunkt bedeutet, dass die Längsmittellinie der Nut auch wenigstens einen Kreisbogen um einen dritten, vierten oder weitere Mittelpunkte bilden kann. Zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Stirnverzahnung sind zwei Kreisbogenmittelpunkte erforderlich um Drehmomente und Querkräfte zu übertragen. Teilt man die Stirnfläche der Radnabe und des Gelenkwellenanschlussteils, durch eine Gerade mittig in eine rechte und eine linke Hälfte und legt zwei Kreismittelpunkte auf jeder Stirnfläche fest, die jeweils spiegelbildlich zu einem auf der Geraden festgelegten Zentrum angeordnet sind, so kann man ausgehend von den Kreismittelpunkten bezüglich der Geraden zu jeweils einer Seite der Stirnfläche Kreisbögen in Form von Nuten erzeugen, die einen konstanten Abstand besitzen und z.B. einen maximalen Bogenwinkel von 180° haben. Zwischen den kreisbogenförmigen Nuten verbleibt z. B. bei wenigstens einer Stirnverzahnung mindestens ein Steg. Der Steg einer Stirnverzahnung greift in die Nut der jeweils anderen Stirnverzahnung ein. Sämtliche Kreisbogenstrukturen einer Stirnflächenhälfte sind z. B. einem der Kreismittelpunkte zugeordnet. Die Kreismittelpunkte sind z. B. von dem Zentrum der Stirnverzahnung, d.h. von der Radnabenachse beabstandet angeordnet, insbesondere weisen zwei Kreismittelpunkte den gleichen Abstand von dem Zentrum der Stirnverzahnung auf. Die Kreisbögen sind z.B. wenigstens teilweise als Halbkreis ausgebildet. Die Kreismittelpunkte sind z. B. auf der Geraden angeordnet, welche die Stirnfläche teilt. Alternativ kann in jeder Stirnflächenhälfte spiegelbildlich zu dem Zentrum wenigstens ein Kreismittelpunkt von der Geraden beabstandet angeordnet sein. Die kreisbogenförmigen Abschnitte der Nut bzw. des Stegs, die um einen ersten Kreismittelpunkt gebildet sind können z. B. durch Geraden mit den kreisbogenförmigen Abschnitten der Nut bzw. des Stegs verbunden sein, die um einen zweiten Kreismittelpunkt gebildet sind. Je größer der Abstand der Kreisbogenmittelpunkte ist, je höher sind die übertragbaren Drehmomente. Je größer der Abstand der Kreisbogenmittelpunkte ist, je mehr Nuten sind erforderlich. Bei dem geringsten Abstand der beiden Kreisbogenmittelpunkte ergibt sich eine eingängige Kontur. Bei der eingängigen Kontur entspricht der Abstand der Kreisbogenmittelpunkte dem zweifachen Wert der Nut- oder der Stegbreite. Die Nutbreite entspricht etwa dem möglichen Fräserdurchmesser. Je nach der Größe des zu übertragenden Drehmomentes und Durchmesser der entsprechenden Stirnfläche der Radnabe kann man die Anzahl der Gänge der Kontur und damit die Breite der Stege und der Nuten frei wählen. Der geringste Fertigungsaufwand ergibt sich bei einer eingängigen Kontur, weil sich dabei der größtmögliche Fräserdurchmesser und die kürzeste Fräserbahn ergeben, was allerdings zu Lasten des übertragbaren Drehmomentes geht. Im Übrigen wird bezüglich der Gestaltung der Kreisbogenstirnverzahnung 5 wird auf die deutsche Patentanmeldung DE 10 2010 047 466 A1 verwiesen deren Offenbarung in die vorliegende Anmeldung hiermit vollumfänglich eingebunden wird. Weiterhin ist es möglich, die erfindungsgemäße Kreisbogenstirnverzahnung mit weiteren Verzahnungskonzepten zu kombinieren. So ist es insbesondere möglich, im außenrandnahen Bereich der ineinander gefügten Bauteile Geometrien vorzusehen, durch welche Kontaktflächen bereitgestellt werden die primär in Umfangsrichtung tragen. Diese Kontaktflächen können insbesondere als halbzylindrische Abschlussflächen der Stege gebildet sein, welche in entsprechenden halbzylindrischen Taschen sitzen, die wiederum im außenrandnahen Bereich der eindringenden Stege des Gegenstücks ausgebildet sind.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Radnabenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine Koppelung der Radnabe mit einem Gelenkwellenanschlussteil über eine Kreisbogenstirnverzahnung bewerkstelligt wird, welche sich in einem axial zwischen den Wälzkörperlaufreihen einer Lagereinrichtung liegenden Zwischenbereich erstreckt;
2 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Radnabenanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine Koppelung der Radnabe mit einem Gelenkwellenanschlussteil über eine Kreisbogenstirnverzahnung bewerkstelligt wird, welche sich in einem Bereich axial außerhalb eines zwischen den Wälzkörperlaufreihen liegenden Zwischenbereichs erstreckt, wobei zudem die beiden Wälzkörperlaufreihen auf Lagerinnenringen geführt sind;
3 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Radnabenanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine Koppelung der Radnabe mit einem Gelenkwellenanschlussteil über eine Kreisbogenstirnverzahnung bewerkstelligt wird, welche sich in einem Bereich axial außerhalb eines zwischen den Wälzkörperlaufreihen liegenden Zwischenbereichs erstreckt, jedoch eine erste innere Wälzkörperlaufbahn durch einen Umfangsabschnitt der Radnabe und eine zweite innere Wälzkörperlaufbahn durch einen auf der Radnabe sitzenden Lagerinnenring gebildet ist;
4 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Radnabenanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine Koppelung der Radnabe mit einem Gelenkwellenanschlussteil wiederum über eine Kreisbogenstirnverzahnung bewerkstelligt wird, welche sich in einem Bereich axial außerhalb des zwischen den Wälzkörperlaufreihen liegenden Zwischenbereichs erstreckt, wobei jedoch beide innere Wälzkörperlaufbahnen durch einen Umfangsabschnitt der Radnabe gebildet sind und außenseitigen Wälzkörperführungsbahnen durch separate Bauteile gebildet sind;
5 eine Abbildungsserie mit insgesamt 20 verschiedenen Varianten erfindungsgemäßer Kreisbogenstirnverzahnungen bei welchen abweichend von den Verzahnungskonzepten der vorangehenden angegebenen Ausführungsbeispiele die miteinander zu fügenden Bauteile, d.h. die Radnabe und das Gelenkwellenanschlussteil keine identischen und lediglich versetzt gefügten Verzahnungen bilden;
6 eine weitere Abbildungsserie mit wiederum insgesamt 20 verschiedenen Varianten erfindungsgemäßer Kreisbogenstirnverzahnungen bei welchen wiederum abweichend von den Verzahnungskonzepten nach den 1 bis 4 die miteinander zu fügenden Bauteile, d.h. die Radnabe und das Gelenkwellenanschlussteil keine identischen und lediglich versetzt gefügten Verzahnungen bilden.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Die Darstellung nach 1 zeigt in Form einer Axialschnittdarstellung eine erste Ausführungsform einer Radnabenanordnung für eine angetriebene Fahrzeugachse. Die Radnabenanordnung umfasst eine Radnabe 1, einen Nabenträger 2, eine hier als zweireihiges Wälzlager ausgebildete Lagereinrichtung 3 zur Lagerung der Radnabe 1 in dem Nabenträger 2 zum Umlauf um eine Radnabenachse X. Weiterhin umfasst die Radnabenanordnung ein Gelenkwellenanschlussteil 4, zur Einkoppelung eines Antriebsdrehmomentes in die Radnabe 1. Die Radnabe 1 und das Gelenkwellenanschlussteil 4 sind über radnabenseitige, sowie gelenkwellenseitige Komplementärgeometrien miteinander torsionssteif formschlüssig gekoppelt, wobei jene Komplementärgeometrien durch Fügung entlang einer zur Radnabenachse X parallelen Fügeachse miteinander in Eingriff gebracht sind. Die erfindungsgemäße Radnabenanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Koppelung der Radnabe 1 mit dem Gelenkwellenanschlussteil 4 über eine Verzahnung bewerkstelligt ist, die als Kreisbogenstirnverzahnung 5 gestaltet ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die radnabenseitige Kreisbogenstirnverzahnung 5 derart gestaltet und dimensioniert, dass deren radial zur Radnabenachse X gemessene radiale Erstreckung R größer ist als deren in Richtung der Radnabenachse X gemessene axiale Erstreckung T.
Die Kreisbogenstirnverzahnung 5 ist wie aus den in die Darstellung eingebundenen Draufsichten D1, D2 erkennbar derart gestaltet, dass diese wenigstens einen (hier beispielhaft insgesamt drei) entlang eines Kreisbogens verlaufenden Steg S1 umfasst, wobei der Krümmungsmittelpunkt M1 jenes Kreisbogens zur Radnabenachse X radial versetzt ist. Die radnabenseitigen Strukturen der Kreisbogenstirnverzahnung 5 und die gelenkwellenseitigen Strukturen der Kreisbogenstirnverzahnung 5 sind komplementär spiegelsymmetrisch ausgebildet, d.h. die Raumform eines Steges entspricht im wesentlichen der Raumform einer diesen Steg aufnehmenden und im entsprechenden anderen Bauteil vorgesehenen Nut. Bei diesem Beispiel sind radnabenseitig drei Stege S1, S2, S3 sowie drei Nuten N1, N2, N3 vorgesehen. Gelenkwellenseitig wird die Profilierung der Kreisbogenstirnverzahnung 5 ebenfalls durch drei Stege S4, S5, S6 sowie drei Nuten N4, N5, N6 gebildet. Die Raumform der Stege S1, S2, S3 entspricht der Raumform der Nuten N4, N5, N6. Die Raumform der Stege S4, S5, S6 entspricht der Raumform der Nuten N1, N2, N3.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist jeder Steg S1, S2, S3, S4, S5, S6 der Kreisbogenstirnverzahnung 5 eine Keilprofilierung aufweist, so dass sich die jeweiligen Stege zu ihrem Fußbereich hin erweitern und jede den jeweiligen Steg S1, S2, S3, S4, S5, S6 aufnehmende Nut N1, N2, N3, N4, N5, N6 sich zu ihrem Bodenbereich hin verjüngt. Die Kreisbogenstirnverzahnung 5 ist derart gestaltet, dass die in Richtung der Lagerachse X gemessene Tiefe T der jeweiligen Nut N1, N2, N3, N4, N5, N6 kleiner oder gleich der Breite eines zwischen zwei Nuten N1, N2, N3, N4, N5, N6 liegenden Steges S1, S2, S3, S4, S5, S6 ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lagereinrichtung 3 als mehrreihiges Wälzlager mit einer ersten Wälzkörperlaufreihe L1 und einer zweiten Wälzkörperlaufreihe L2 ausgebildet. Die Kreisbogenstirnverzahnung 5 erstreckt sich in einem axial zwischen diesen Laufreihen L1, L2 liegenden Bereich. Die radiale Erstreckung der Kreisbogenstirnverzahnung 5 ist damit kleiner oder gleich dem Durchmesser der inneren Laufbahnen L1i, L2i der Laufreihen L1, L2. Die axiale Erstreckung T der Kreisbogenstirnverzahnung 5 ist geringer als der in Richtung der Achse X gemessene Mittenabstand D3 der Wälzkörper 6, 7 der beiden Laufreihen L1, L2. Die Wälzkörper 6 der der ersten Wälzkörperlaufreihe L1 rollen auf einer inneren Wälzkörperlaufbahn L1i ab, die durch einen Umfangsabschnitt der Radnabe 1 bereitgestellt ist. Die Wälzkörper 7 der zweiten Wälzkörperlaufreihe L2 rollen auf einer Wälzkörperlaufbahn L2i ab, die durch einen Umfangsabschnitt des Gelenkwellenanschlussteiles 4 bereitgestellt ist. Die äußeren Laufbahnen L1a, L2a sind durch Innenumfangswandungsabschnitte des Nabenträgers 2 gebildet. Die Wälzkörper 6, 7 sind im vorliegenden Fall als Kugeln ausgeführt, die Lageranordnung ist durch Dichtringe 9, 10 abgedichtet. Auf dem Nabenträger 1 ist eine hier nur abschnittsweise dargestellte Radfelge 11 durch nicht weiter dargestellte Radbolzen fixiert. Die Lagereinrichtung 3 ist derart aufgebaut, dass die beiden Wälzlagerlaufreihen L1, L2 jeweils ein Schrägkugellager bilden, die Anordnung ist weiterhin derart getroffen, dass diese ein sog. O-Anordnung bildet, wobei sich die Kreisbogenstirnverzahnung „im Innenbereich“ der O-Anordnung, d.h. in einem axial zwischen den Wälzkörperlaufreihen L1, L2 liegenden Bereich befindet.
Bei der dargestellten Radnabenanordnung ist weiterhin eine Spannschraube 8 vorgesehen, die gleichachsig zur Radnabenachse X angeordnet ist und sich durch die Radnabe 1 hindurch in einen Abschnitt des Gelenkwellenanschlussteiles 4 hinein erstreckt. Das Gelenkwellenanschlussteil 4 umfasst einen glockenartigen Abschnitt der als Gehäuse eines homokinetischen Wellengelenks fungiert.
Die Darstellung nach 2 zeigt eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Radnabenanordnung. Diese zweite Variante umfasst in gleicher Weise wie die vorangehend beschriebene Ausführungsform eine Radnabe 1, einen Nabenträger 2, eine hier als zweireihiges Wälzlager ausgebildete Lagereinrichtung 3 zur Lagerung der Radnabe 1 in dem Nabenträger 2 zum Umlauf um eine Radnabenachse X. Weiterhin umfasst die Radnabenanordnung ein Gelenkwellenanschlussteil 4, zur Einkoppelung eines Antriebsdrehmomentes in die Radnabe 1. Die Radnabe 1 und das Gelenkwellenanschlussteil 4 sind über radnabenseitige, sowie gelenkwellenseitige Komplementärgeometrien miteinander torsionssteif formschlüssig gekoppelt, wobei jene Komplementärgeometrien durch Fügung entlang einer zur Radnabenachse X parallelen Fügeachse miteinander in Eingriff gebracht sind. Die erfindungsgemäße Radnabenanordnung zeichnet sich wiederum dadurch aus, dass die Koppelung der Radnabe 1 mit dem Gelenkwellenanschlussteil 4 über eine Verzahnung bewerkstelligt ist, die als Kreisbogenstirnverzahnung 5 gestaltet ist.
Abweichend von der Variante nach 1 befindet sich die Kreisbogenstirnverzahnung 5 hier auf der Seite des Gelenkwellenanschlussteils 3 in einem Bereich der sich axial jenseits des axial zwischen den Laufreihen L1, L2 liegenden Bereichs erstreckt. Zudem sind die inneren Laufbahnen L1i, L2i der beiden Wälzkörperlaufreihen L1, L2 hier durch Lagerinnenringe R1, R2 gebildet die beide auf einen zylindrischen Umfangsflächenabschnitt der Radnabe 1 aufgeschoben sind. Diese beiden Lagerinnenringe R1, R2 werden im Rahmen der Montage des Gelenkwellenanschlussteils 4 axial gespannt, wobei die Axial-Position der Radnabe 1 gegenüber dem Gelenkwellenanschlussteil 4 über die Kreisbogenstirnverzahnung 5 festgelegt ist.
Die beiden Lagerinnenringe R1, R2 sind auf der Radnabe 1 durch einen Sicherungsring 12 axial gesichert. Der Sicherungsring 12 und dessen Umgebungsgeometrie sind derart abgestimmt, dass die Radnabe 1 auch vor Montage des Gelenkwellenanschlussteiles 4 hinreichend axial in dem Nabenträger 2 abgestützt ist, so dass die Radnabenanordnung noch vor der Anbindung des Gelenkwellenanschlussteils eine sicher zusammengefasste Baugruppe darstellt die ggf. schon ein Abrollen eines Fahrzeuges auf eigenen Rädern vor Montage des Gelenkwellenanschlussteils 4 erlaubt.
Wie aus der in die Darstellung eingebundenen Skizze D4 ersichtlich, sitzt der Sicherungsring 12 hierbei in einer Umfangsnut 13 die in einem Umfangsabschnitt der Radnabe 1 ausgebildet ist. Der zweite Lagerinnenring R2 stützt sich über eine Stirnfläche F1 an dem Sicherungsring 12 ab. Die Stirnfläche F1 ist als Kegelfläche gestaltet und derart ausgerichtet, dass diese bei axialer Belastung an dem Sicherungsring 12 ein Kräftesystem generiert, welches den Sicherungsring 12 in die Umfangsnut 13 drängt. An dem Gelenkwellenanschlussteil 4 ist eine Umfangsstufe ausgebildet deren Innenumfangswandung F2 in verbautem Zustand den Sicherungsring 12 axial übergreift und in der Umfangsnut 13 sichert. Die hier gezeigte Ausgestaltung der Stirnfläche F1 als Kegelfläche und die komplementäre Gestaltung der Anlagefläche des Gelenkwellenanschlussteils 4 führt zu einem Schrägflächensystem über welches im Wege einer axialen Belastung dieser Stirnfläche F1 der zweite Lagerinnenring R2 axial und radial belastet wird. Durch entsprechende Dosierung der axialen Belastung, und/oder konstruktive Festlegung eines maximalen Belastungsweges wird es möglich hierdurch eine geforderte Lagervorspannung zu erreichen. Ein entsprechende den zweiten Lagerinnenring radial weitendes, oder zumindest in die Wälzkörperlaufreihe axial hineindrängendes Kräftesystem kann auch durch abweichende Gestaltung der miteinander in Kontakt tretenden Stirnflächen des zweiten Lagerinnenrings R2 und des Gelenkwellenanschlussteiles 4 erreicht werden, insbesondere kann auch über anderweitig gestaltete Fügeflächen ein mechanisches System realisiert bei welchem im Zuge einer über das Gelenkwellenanschlussteil eingekoppelten Axialkraft das Laufspiel in der Wälzlageranordnung reduziert und eine Lagervorspannung erreicht wird. anstelle der hier gezeigten Ausgestaltung der Stirnfläche F1 als Kegelfläche kann diese Stirnfläche beispielsweise auch als konkave Kalottenringfläche gestaltet werden.
Durch die Gestaltung der Radnabe 1 und des Gelenkwellenanschlussteiles 4 wird die axiale Spannung der Lagerinnenringe R1, R2 festgelegt. Bei der dargestellten Radnabenanordnung werden das Gelenkwellenanschlussteil 4 und die Radnabe 1 wiederum über eine Spannschraube 8 axial aneinandergespannt, wobei die Spannschraube 8 gleichachsig zur Radnabenachse X angeordnet ist und sich durch die Radnabe 1 hindurch in einen Abschnitt des Gelenkwellenanschlussteiles 4 hinein erstreckt. Der Schraubenkopf der Spannschraube 8 ist von der Seite der Radnabe 1 her zugänglich.
Das Gelenkwellenanschlussteil 4 umfasst wiederum einen glockenartigen Abschnitt der als Gehäuse eines homokinetischen Wellengelenks fungiert. Bei einer Positionierung der Stirnverzahnung außerhalb der Lagerreihen sind geringere axiale Spannkräfte erforderlich als bei der Variante nach 1. Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer Kreisbogen-Stirnverzahnung mit einem Keilprofil ist eine spiel- und quasi setzfreie axiale Verbindung möglich. Im Übrigen gelten die Ausführungen zur Variante nach 1 sinngemäß.
Die Darstellung nach 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radnabenanordnung. Diese dritte Variante umfasst in gleicher Weise wie die vorangehend beschriebene zweite Ausführungsform eine Radnabe 1, einen Nabenträger 2, eine hier als zweireihiges Wälzlager ausgebildete Lagereinrichtung 3 zur Lagerung der Radnabe 1 in dem Nabenträger 2 zum Umlauf um eine Radnabenachse X. Weiterhin umfasst die Radnabenanordnung ein Gelenkwellenanschlussteil 4, zur Einkoppelung eines Antriebsdrehmomentes in die Radnabe 1. Die Radnabe 1 und das Gelenkwellenanschlussteil 4 sind über radnabenseitige, sowie gelenkwellenseitige Komplementärgeometrien miteinander torsionssteif formschlüssig gekoppelt, wobei jene Komplementärgeometrien durch Fügung entlang einer zur Radnabenachse X parallelen Fügeachse miteinander in Eingriff gebracht sind. Die erfindungsgemäße Radnabenanordnung zeichnet sich wiederum dadurch aus, dass die Koppelung der Radnabe 1 mit dem Gelenkwellenanschlussteil 4 über eine Verzahnung bewerkstelligt ist, die als Kreisbogenstirnverzahnung 5 gestaltet ist.
Abweichend von der Variante nach 1 und in gleicher Weise wie bei der Variante nach 2 befindet sich die Kreisbogenstirnverzahnung 5 hier auf der Seite des Gelenkwellenanschlussteils 3 in einem Bereich der sich axial jenseits des axial zwischen den Laufreihen L1, L2 liegenden Bereichs erstreckt. Die innere Laufbahnen L1i der ersten Wälzkörperlaufreihe L1 ist wie bei der Variante nach 1 durch einen Umfangsabschnitt der Radnabe 1 gebildet, die Laufbahn Li2 der zweiten Wälzkörperlaufreihe ist wie bei der Variante nach 2 durch einen Lagerinnenring R2 gebildet der auf einen zylindrischen Umfangsflächenabschnitt der Radnabe 1 aufgeschoben ist. Der Lagerinnenring R2 wird im Rahmen der Montage des Gelenkwellenanschlussteils 4 axial gespannt, wobei wiederum die Axial-Position der Radnabe 1 gegenüber dem Gelenkwellenanschlussteil 4 über die Kreisbogenstirnverzahnung 5 festgelegt ist. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu den 1 und 2 verwiesen.
Bei den Varianten nach den 2 und 3 ist die Kreisbogen-Stirnverzahnung mit Keilprofil außerhalb der Lagerreihen angeordnet. Mit einem konischen Bund am Gehäuse 4 des homokinetischen Gelenkes wird gleichzeitig wie bei einem Schließring ein Sicherungsring 12 fixiert. Dieser Sicherungsring 12 realisiert die Fixierung des Kugellagerinnenrings R2. Mit der Wirkung des Schließrings wird letztendlich die Lagervorspannung erzeugt. Der Schließring sichert den Lagerring R2. Diese Gestaltung bewirkt in vorteilhafter Weise dass die Stirnverzahnung nur noch das Antriebsmoment der Antriebswelle übertragen muss. Biegekräfte hervorgerufen durch Seitenkräfte am Rad müssen nicht (wie im Stand der Technik) von der Verzahnung aufgenommen werden. Ergebnis ist ein deutlich geringerer Axial-Kraftbedarf beim Verspannen der Verzahnung. Dadurch kann die Verschraubung kleiner und leichter ausgeführt werden.
Die Darstellung nach 4 zeigt eine vierte Variante der erfindungsgemäßen Radnabenanordnung. Die Radnabenanordnung umfasst eine Radnabe 1, einen Nabenträger 2, eine hier als zweireihiges Wälzlager ausgebildete Lagereinrichtung 3 zur Lagerung der Radnabe 1 in dem Nabenträger 2 zum Umlauf um eine Radnabenachse X. Weiterhin umfasst die Radnabenanordnung ein Gelenkwellenanschlussteil 4, zur Einkoppelung eines Antriebsdrehmomentes in die Radnabe 1. Die Radnabe 1 und das Gelenkwellenanschlussteil 4 sind über radnabenseitige, sowie gelenkwellenseitige Komplementärgeometrien miteinander torsionssteif formschlüssig gekoppelt, wobei jene Komplementärgeometrien durch Fügung entlang einer zur Radnabenachse X parallelen Fügeachse miteinander in Eingriff gebracht sind. Die erfindungsgemäße Radnabenanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Koppelung der Radnabe 1 mit dem Gelenkwellenanschlussteil 4 über eine Verzahnung bewerkstelligt ist, die als Kreisbogenstirnverzahnung 5 gestaltet ist.
Auch bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ist die radnabenseitige Kreisbogenstirnverzahnung 5 derart gestaltet und dimensioniert, dass deren radial zur Radnabenachse X gemessene radiale Erstreckung R größer ist als deren in Richtung der Radnabenachse X gemessene axiale Erstreckung T.
Die Kreisbogenstirnverzahnung 5 ist wie aus den in die Darstellung wiederum eingebundenen Draufsichten D1, D2 erkennbar derart gestaltet, dass diese wenigstens einen entlang eines Kreisbogens verlaufenden Steg S1 umfasst, wobei der Krümmungsmittelpunkt M1 jenes Kreisbogens zur Radnabenachse X radial versetzt ist. Die radnabenseitigen Strukturen der Kreisbogenstirnverzahnung 5 und die gelenkwellenseitigen Strukturen der Kreisbogenstirnverzahnung 5 sind komplementär spiegelsymmetrisch ausgebildet, d.h. die Raumform eines Steges entspricht im wesentlichen der Raumform einer diesen Steg aufnehmenden und im entsprechenden anderen Bauteil vorgesehenen Nut. Bei diesem Beispiel sind radnabenseitig drei Stege S1, S2, S3 sowie drei Nuten N1, N2, N3 vorgesehen. Gelenkwellenseitig wird die Profilierung der Kreisbogenstirnverzahnung 5 ebenfalls durch drei Stege S4, S5, S6 sowie drei Nuten N4, N5, N6 gebildet. Die Raumform der Stege S1, S2, S3 entspricht der Raumform der Nuten N4, N5, N6. Die Raumform der Stege S4, S5, S6 entspricht der Raumform der Nuten N1, N2, N3.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist jeder Steg S1, S2, S3, S4, S5, S6 der Kreisbogenstirnverzahnung 5 eine Keilprofilierung auf, so dass sich die jeweiligen Stege zu ihrem Fußbereich hin erweitern und jede den jeweiligen Steg S1, S2, S3, S4, S5, S6 aufnehmende Nut N1, N2, N3, N4, N5, N6 sich zu ihrem Bodenbereich hin verjüngt. Die Kreisbogenstirnverzahnung 5 ist derart gestaltet, dass die in Richtung der Lagerachse X gemessene Tiefe T der jeweiligen Nut N1, N2, N3, N4, N5, N6 kleiner oder gleich der Breite eines zwischen zwei Nuten N1, N2, N3, N4, N5, N6 liegenden Steges S1, S2, S3, S4, S5, S6 ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lagereinrichtung 3 als mehrreihiges Wälzlager mit einer ersten Wälzkörperlaufreihe L1 und einer zweiten Wälzkörperlaufreihe L2 ausgebildet. Bei dieser Variante wird die Radlagervorspannung mit einem in zwei Trägerschalen 2a, 2b axial geteilten Außenlagerring erzeugt. Die Kreisbogenstirnverzahnung 5 erstreckt sich hier auf der Seite des Gelenkwellenanschlussteils 3 in einem Bereich der sich axial jenseits des axial zwischen diesen Laufreihen L1, L2 liegenden Bereichs erstreckt. Die radiale Erstreckung der Kreisbogenstirnverzahnung 5 ist kleiner oder gleich dem Durchmesser der inneren Laufbahnen L1i, L2i der Laufreihen L1, L2. Die axiale Erstreckung T der Kreisbogenstirnverzahnung 5 ist geringer als der in Richtung der Achse X gemessene Mittenabstand D3 der Wälzkörper 6, 7. Die Wälzkörper 6 der der ersten Wälzkörperlaufreihe L1 sowie auch die Wälzkörper 7 der zweiten Wälzkörperlaufreihe rollen auf einer inneren Wälzkörperlaufbahn L1i, L2i ab, die jeweils durch einen Umfangsabschnitt der Radnabe 1 bereitgestellt ist. Der Nabenträger 2 ist mehrteilig ausgebildet und umfasst eine erste Trägerschale 2a und eine zweite Trägerschale 2b. Die erste äußere Laufbahn L1a ist durch einen Innenumfangswandungsabschnitt der ersten Trägerschale 2a gebildet. Die zweite äußere Laufbahn L2a ist durch einen Innenumfangswandungsabschnitt der zweiten Trägerschale 2b des Nabenträgers 2 gebildet. Die Wälzkörper 6, 7 sind im vorliegenden Fall als Kugeln ausgeführt, die Lageranordnung ist durch Dichtringe 9, 10 abgedichtet. Auf dem Nabenträger 1 ist eine hier nur abschnittsweise dargestellte Radfelge 11 durch nicht weiter dargestellte Radbolzen fixiert. Die Lagereinrichtung 3 ist derart aufgebaut, dass die beiden Wälzlagerlaufreihen L1, L2 jeweils ein Schrägkugellager bilden, dieses ist abweichend von den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen nunmehr derart ausgelegt, dass dieses eine sog. X-Anordnung bildet.
Bei der dargestellten Radnabenanordnung ist weiterhin eine Spannschraube 8 vorgesehen, die gleichachsig zur Radnabenachse X angeordnet ist und sich durch die Radnabe 1 hindurch in einen Abschnitt des Gelenkwellenanschlussteiles 4 hinein erstreckt. Das Gelenkwellenanschlussteil 4 umfasst einen glockenartigen Abschnitt der als Gehäuse eines homokinetischen Wellengelenks fungiert.
Die derart aufgebaute Radnabenanordnung erlangt unmittelbar nach Montag der beiden Trägerschalen 2a, 2b an einem Träger 2c ihre Lagervorspannung und ihre volle Tragfähigkeit. Die Fixierung des Gelenkwellenanschlussteiles 4 and der Radnabe 1 ist dabei für die Sicherung der Radnabe 1 in dem zweiteiligen Nabenträger 2 ohne Belang. Die Kreisbogenstirnverzahnung 5 kann auch in konstruktiv abweichender Form ausgeführt werden.
Die in 5 veranschaulichte Abbildungsserie zeigt insgesamt 20 verschiedene Varianten erfindungsgemäßer Kreisbogenstirnverzahnungen. Bei diese Varianten bilden jeweils abweichend von den Verzahnungskonzepten der vorangehenden angegebenen Ausführungsbeispiele die miteinander zu fügenden Bauteile, d.h. die Radnabe und das Gelenkwellenanschlussteil keine identischen und lediglich versetzt gefügten Verzahnungen. Soweit beispielsweise die hier flächig schwarz dargestellten Stege an der Stirnseite der Radnabe ausgebildet sind, ist am Gelenkwellenanschlussteil eine Stegprofilierung ausgebildet die komplementär zu den hier als freie Flächen dargestellten Nuten gefertigt ist.
Die in 6 veranschaulichte Abbildungsserie zeigt wiederum insgesamt 20 verschiedenen Varianten erfindungsgemäßer Kreisbogenstirnverzahnungen bei welchen wiederum abweichend von den Verzahnungskonzepten nach den 1 bis 4 die miteinander zu fügenden Bauteile, d.h. die Radnabe und das Gelenkwellenanschlussteil keine identischen und lediglich versetzt gefügten Verzahnungen bilden. Ist nabenseitig eine Profilierung vorgesehen bei welcher der Stegverlauf den hier dunkel dargestellten Strukturen entspricht, so ist auf der Seite des Gelenkwellenanschlussteiles eine Stegstruktur ausgebildet die den hier „weiß“ dargestellten Nuten entspricht und damit komplementär zum nabenseitigen Anschluss ist.
Allen Varianten nach den 5 und 6 ist gemein, dass dort das Zentrum der engsten Stegkrümmung zur Radnabenachse, d.h. zum Zentrum der hier dargestellten Kreisflächen, radial versetzt ist.
Bezugszeichenliste

1: Radnabe
2: Nabenträger
2a: Trägerschale
2b: Trägerschale
2c: Träger
3: Lagereinrichtung
4: Gelenkwellenanschlussteil
5: Kreisbogenstirnverzahnung
6: Wälzkörper
7: Wälzkörper
8: Spannschraube
9: Dichtring
10: Dichtring
11: Radfelge
L1: erste Wälzkörperlaufreihe
L1i: Wälzkörperlaufbahn
L2: zweite Wälzkörperlaufreihe
L2i: Wälzkörperlaufbahn
M: Krümmungsmittelpunkt
N: Nut
R: radiale Erstreckung
S: Steg
T: axiale Erstreckung
X: Radnabenachse

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 102012008155 A1 [0002]
DE 102010047466 A1 [0020]

Claims

Radnabenanordnung für eine angetriebene Fahrzeugachse, mit: – einer Radnabe (1), – einem Nabenträger (2), – einer Lagereinrichtung (3) zur Lagerung der Radnabe (1) in dem Nabenträger (2) zum Umlauf um eine Radnabenachse (X), – einem Gelenkwellenanschlussteil (4) zur Einkoppelung eines Antriebsdrehmomentes in die Radnabe (1), – wobei die Radnabe (1) und das Gelenkwellenanschlussteil (4) über radnabenseitige sowie gelenkwellenseitige Komplementärgeometrien miteinander torsionssteif formschlüssig gekoppelt sind und wobei jene Komplementärgeometrien durch Fügung entlang einer zur Radnabenachse (X) parallelen Fügeachse miteinander in Eingriff gebracht sind, – dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelung der Radnabe (1) mit dem Gelenkwellenanschlussteil (4) über eine Verzahnung bewerkstelligt ist, die als Kreisbogenstirnverzahnung (5) gestaltet ist.
Radnabenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die radnabenseitige Kreisbogenstirnverzahnung (5) derart gestaltet und dimensioniert ist, dass deren radial zur Radnabenachse gemessene radiale Erstreckung (R) größer ist als deren in Richtung der Radnabenachse (X) gemessene axiale Erstreckung (T).
Radnabenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisbogenstirnverzahnung (5) wenigstens einen entlang eines Kreisbogens verlaufenden Steg (S1, S2...S6) umfasst, wobei der Krümmungsmittelpunkt (M1, M2) jenes Kreisbogens zur Radnabenachse (X) radial versetzt ist.
Radnabenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Steg (S1, S2...S6) der Kreisbogenstirnverzahnung (5) eine Keilprofilierung aufweist, so dass sich der jeweilige Steg (S1, S2...S6) zu seinem Fußbereich hin erweitert und jene diesen Steg aufnehmende Nut (N1, N2...N6) sich zu ihrem Bodenbereich hin verjüngt.
Radnabenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisbogenstirnverzahnung (5) derart gestaltet ist, dass die in Richtung der Lagerachse (X) gemessene Tiefe (T) der jeweiligen Nut (N1, N2...N6) kleiner oder gleich der Breite eines zwischen zwei Nuten (N1, N2...N6) liegenden Steges (S1, S2...S6) ist.
Radnabenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (3) als mehrreihiges Wälzlager mit einer ersten Wälzkörperlaufreihe (L1) und einer zweiten Wälzkörperlaufreihe (L2) ausgebildet ist, und sich die Kreisbogenstirnverzahnung (5) in einem axial zwischen diesen Laufreihen (L1, L2) liegenden Bereich erstreckt.
Radnabenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wälzkörperlaufreihe (L1) auf einer Wälzkörperlaufbahn (L1i) abrollt, die durch einen Umfangsabschnitt der Radnabe (1) bereitgestellt ist, und dass die zweite Wälzkörperlaufreihe (L2) auf einer Wälzkörperlaufbahn (L2i) abrollt, die durch einen Umfangsabschnitt des Gelenkwellenanschlussteiles (4) bereitgestellt ist.
Radnabenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (3) als mehrreihiges Wälzlager mit einer ersten Wälzkörperlaufreihe (L1) und einer zweiten Wälzkörperlaufreihe (L2) ausgebildet ist, und sich die Kreisbogenstirnverzahnung (5) in einem Bereich erstreckt der sich axial jenseits des axial zwischen diesen Laufreihen (L1, L2) liegenden Bereichs befindet.
Radnabenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Schrägflächensystem umfasst, das derart ausgelegt ist, dass im Rahmen einer axialen Anspannung des Gelenkwellenanschlussteils (4) gegen die Radnabe eine Vorspannung der Lagereinrichtung (3) erreicht wird.
Gelenkwelle für eine Radnabenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem Gelenkwellenanschlussteil (4) das einen glockenartigen Kopfabschnitt eines homokinetischen Wellengelenks bildet, wobei in einem in Einbauposition einer Radnabe (1) zugewandten Stirnflächenbereich eine Kreisbogenstirnverzahnung (5) ausgebildet ist die in jener Einbauposition in eine seitens der Radnabe (1) vorgesehene Komplementärgeometrie eingreift.